[发明专利]一种基于节点相关度实现可靠解列的网架结构优化方法

说明书

本发明公开了一种基于节点相关度实现可靠解列的网架结构优化方法，该方法针对当前解列过程中分群模式不显著、解列范围广散分布，导致解列策略不收敛的难题，通过采用调整线路支数的方法，改变系统节点之间的关联程度，达到缩小解列决策空间的目的。本发明基于慢同调理论进行广义特征分析，获取主导模式构造模态矩阵；经过Gauss消主元得到慢同调矩阵，改进节点分类判据，构造节点相关度模型；综合考虑系统稳定约束条件，利用DPSO智能优化算法获取同调群强耦合、非同调群弱连接的优化方案。本发明将解列决策空间高度集中化，确保不同扰动下解列断面均能高概率落在弱连接区域，避免同调群内部振荡，提升解列有效性，对维护系统安全稳定有着重要意义。

技术领域

本发明涉及电力系统同调解列分析技术领域，尤其涉及一种基于节点相关度实现可靠解列的网架结构优化方法。

背景技术

随着电力市场的快速发展和特高压电网的广泛互联,电网结构日益复杂，系统的安全稳定也面临重大挑战。解列控制作为防止系统发生崩溃的最后一道防线，对维护电网稳定运行具有极其重要意义。但近年来世界各地频发的大面积停电事故表明，解列控制仍然不够完善。针对节点数目众多、拓扑结构复杂的电网规模，如何从网架结构优化的角度，研究系统的弱连接区域，深入探寻解列控制的机理和规律，更具现实意义。

当前解列控制主要有两类研究，第一类是在扰动发生后，通过研究发电机同调分群和最优解列断面来获得最优的解列结果；第二类是从网架结构本身的基本特性展开研究，讨论系统受扰之后可能的解列方案。对于第一类研究，主要有失步前馈性主动解列控制和广度信号实时跟踪适应控制两种技术方向，但当电力系统的分群模式不显著时，如何从海量故障信息中获得可靠性强的触发信号、并在线调控广域分布的解列装置，是此类研究的关键和难点。对于第二类研究，重点是考虑当前电网的网架结构和潮流水平，结合故障类型进行研究，其目的在于找出网架结构的“薄弱环节”，使得在大扰动真正发生后更加容易判断解列可能出现的位置。慢同调理论作为研究系统同调分群的有效工具，在国内外引起广泛关注。众多已有研究在慢同调特性基础上划分功率平衡区域，深度挖掘了系统本身的动态特性，并指出群间各节点相关性差异不明显是导致解列策略不收敛的重要原因，但没有进一步探寻解列空间，无法确保分区内部实现电气联系的高度耦合，针对大规模电网解列范围广散分布的问题仍然没有解决。

针对上述问题，提出一种通过调整网架结构改变节点相关度的方法，使节点间电气相关度呈现出“强者愈强，弱者愈弱”的趋势，确保不同扰动下解列断面均能高概率落在弱连接区域，将解列决策空间高度集中化，提升解列有效性，对维护系统的稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的如何精准快速地找到失步断面并可靠断开，是当前解列问题的研究重点，针对当前解列过程中分群模式不显著，导致解列策略不收敛的难题，提供一种基于节点相关度实现可靠解列的网架结构优化方法，通过调整线路支数的方式改变节点之间的电气联系，实现同调群内节点间强耦合、非同调群间节点弱连接，将高概率解列线路集中化，达到缩小解列决策范围的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于节点相关度实现可靠解列的网架结构优化方法，该方法包括以下步骤：

S1、输入电力网络系统的原始数据，构造系统初始节点导纳矩阵，经过潮流计算获取潮流信息，根据潮流信息计算状态矩阵；

S2、利用广义特征分析计算状态矩阵特征值，筛选主导模式构造模态矩阵；

S3、针对模态矩阵进行Gauss消主元得到慢同调矩阵，根据节点与慢同调群的相关性组成相关度矩阵，将其作为节点分类的判据，进而获取系统节点分布情况；

S4、利用节点之间的关联程度搭建节点相关度模型，确定目标函数与约束条件；