[发明专利]一种基于发电机节点及网络加权拓扑的电网分区方法

说明书

本发明公开了一种基于发电机节点及网络加权拓扑的电网分区方法，其特征在于，包括如下步骤：1）构建电力系统的加权网络模型；2）定义加权模型下电网模块度函数；3）计算网络的模块化度量初值；4）计算网络模块化增量值；5）网络压缩；6）得到最优的子网划分。这种方法结合电力网络的拓扑结构和电气特性，具有较高的准确性和效率，适合大型复杂网络的分析。

技术领域

本发明涉及电网子网划分的问题，具体是一种基于发电机节点及网络加权拓扑的电网分区方法。

背景技术

随着特高压电网、智能电网以及清洁能源为目标的能源互联网不断建设，大型电网的逐步互联已初具规模，并在此基础上继续发展与完善，同时，随着电力系统规模的扩大，电力网络的可靠性分析和计算变得越来越复杂和困难。为了确保区域电网用电的安全稳定运行和管理，以合理可行的方式进行网络规划非常重要。

为了实现对电网运行状态的在线监控和快速调度决策制定，电网工作人员一般将电网划分为几个子区域，对子区域进行“分而治之”，这种做法有效地提高了处理速度，减少了计算量。合理的电网状态分析和调度策略的制定对电网的管理至关重要。通常，网络子网区域的划分是基于电网工作人员的工作经验或节点所在的行政区域所决定的，显然，这种方法不能准确反映电网各个组件之间的状态相关性，也不能适应电网不断变化的运行状态，所以需要一种能够快速检测电网子网的新方法。

传统的电网分区方式主要是按照地理位置和行政区域进行划分，这样的划分方式往往很少会考虑到网络自身的拓扑特性，而大规模的停电事故大多数是由分区间的联络线所引发的。

目前，社团检测方法大多集中在对非加权网络上进行研究，网络中的边只表示节点之间是否存在连接，不考虑该连接在无权网络中的强度，然而，现实世界中的网络总是复杂的，网络中的许多连边往往具有强或弱的关系，没有加权的网络不足以反映现实生活中对象之间的联系，对加权网络的研究具有实际应用意义，根据电力系统管理，每个社区至少含有一个发电机节点，以保证电力的供应，否则将无法完成分区。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于发电机节点及网络加权拓扑的电网分区方法。这种方法结合电力网络的拓扑结构和电气特性，具有较高的准确性和效率，适合大型复杂网络的分析。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于发电机节点及网络加权的电网分区方法，包括如下步骤：

1)构建电力系统的加权网络模型：依据实际电力网络架构，建立电力系统的加权网络模型，并采用基于matlab的电力系统仿真组件matpower获取电网中节点的各项数据，其中，网络的边权定义为该条连边电抗的倒数，具体为：电力系统的加权网络模型包括节点和链路，将实际电力系统中的发电厂和用户抽象为复杂电力网络中的发电机节点和负载节点，将发电厂和用户之间的输电线抽象为复杂电力网络中的连边，从matpower6.0中获取各节点的信息和节点连边之间的电抗值；

2)定义加权模型下电网模块度函数Q^w：引入模块化Q函数作为划分和评价指标，并针对边权重，定义加权模型下电网模块度函数Q^w如公式(1)所示：

其中，为连接s子网内部节点连边的权重之和占网络总权重的比例，式子δ(c_i,s)和δ(c_j,s)中c_i，c_j表示节点i,j所在的子网，当c_i＝s时函数值为1，c_i≠s时为0；同理，当c_j＝s时函数值为1，c_j≠s时为0；为子网s内所有节点的权重之和所占的比例，T_i为节点i的权重，T_i等于与节点i直接相连的连边权重和，T为网络所有连边的总权重；