[发明专利]一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法

权利要求书

1.一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对电力系统运行进行监测，获取被监测系统的数据信息，包括电力系统运行状态参数、拓扑连接参数、线路电气参数；

S2：根据所述拓扑连接参数利用复杂网络理论构造相应的电网拓扑模型，并将所述电网拓扑模型转换成为一个只有节点和支路的自对偶双向图G＝(V，B)，将电力系统脆弱线路的辨识转换为自对偶双向图的关键节点排序，所述自对偶双向图中V表示节点集合，所述节点集合V为：

式(1)中表示电网的输电线路，表示电网中的输电线路数，

所述自对偶双向图中B表示支路集合，所述支路集合B为：

式(2)中表示电网输电线路集合，表示节点v_i和节点v_j的关联分量，其值取决于两个节点是否存在邻接关系；

S3：基于S2中自对偶双向图，根据S1中获取的电力系统运行状态参数计算潮流转移分布因子矩阵并建立故障断线模型，所述潮流转移因子矩阵的计算公式为：

式(3)中X_L表示电网线路电抗矩阵，M^T表示线路的节点支路关联矩阵的转置，X_B表示电网节点电抗矩阵；

S4：计算节点v_i的脆弱指标，利用所述故障断线模型执行N-1预想事故，构造断线敏感因子当断线后其余线路的潮流收敛时，利用所述断线敏感因子定义相邻节点v_i到v_j的支路b_ij的关联强度所述断线敏感因子的计算公式为：

式(4)中表示N-1预想事故下线路j开断后线路i的潮流，表示线路j的初始潮流，表示所述潮流转移分布因子矩阵的第i行元素，M_j表示线路j的节点支路关联向量，表示所述潮流转移分布因子矩阵的第j行元素，表示电网中的母线数量；

S5：从全局角度分析自对偶双向图节点的关键程度，在考虑节点间电气距离的情况下，修改介数中心性最短路径的定义得到改进介数中心性指标WBC(i)，所述改进介数中心性WBC(i)的计算公式为：

式(5)中表示从节点v_s到v_t的最短电气距离数目，表示从节点v_s到v_t的最短电气距离经过节点v_i的数目，

所述节点v_s到v_t的最短电气距离的计算公式为：

式(6)中表示节点v_s到的电气距离，是属于节点v_s到v_t的路径上的中间节点；

S6：从局部角度分析自对偶双向图节点的关键程度，利用复杂网络中的结构洞指标量化节点的局部拓扑特征，将原始无权无向结构洞定义拓展到加权有向结构洞，所述加权有向结构洞的连接权重用相邻节点间关联强度表示，并且由此得到节点v_i改进后的关联结构洞特性指标CSH(i)，所述关联结构洞特性指标CSH(i)的计算公式为：

式(7)中表示节点v_i形成结构洞时，节点v_j施加的约束，s_ij表示节点v_i为维系与节点v_j的连接关系而做出的贡献占总贡献之比，s_iq和s_qj分别表示节点v_i和节点v_j为维系与共同邻居节点v_q所做出的贡献占总贡献之比；

S7：将S5中得到的改进介数中心性指标WBC(i)归一化，得到归一化后的改进介数中心性指标WBC^*(i)，所述归一化后的改进介数中心性指标WBC^*(i)的计算公式为：

S8：将S6中得到的关联结构洞特性指标CSH(i)归一化，得到归一化后的关联结构洞特性指标CSH^*(i)，所述归一化后的关联结构洞特性指标CSH^*(i)的计算公式为：

S9：基于所述归一化后的改进介数中心性指标WBC^*(i)和归一化后的关联结构洞特性指标CSH^*(i)的仿真结果，分别对WBC^*(i)和CSH^*(i)施加分配权重系数μ和ζ，所述分配权重系数μ的计算公式为：

式(10)中，avg(·)表示平均函数，var(·)表示方差函数，

所述分配权重系数ζ的计算公式为：

ζ＝1-μ (11)

S10：根据S9计算出来的分配权重系数μ和ζ，对所述归一化后的改进介数中心性指标WBC^*(i)和归一化后的关联结构洞特性指标CSH^*(i)进行加权求和，得到节点v_i的综合性指标脆弱势能VPE(i)，所述节点v_i的综合性指标脆弱势能VPE(i)的计算公式为：

S11：返回S4至S10，计算节点v_i+1的综合性指标脆弱势能VPE(i+1)；

S12：重复S11，遍历节点集合V中所有节点，得到节点集合V中所有节点的综合性指标脆弱势能；

S13：根据各节点综合性指标脆弱势能值的大小进行降序排列，选取排名靠前的N^P条线路，依次添加到优先保护集合中，得到优先保护集合P。