[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

说明书

本发明公开了一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法，步骤是：S1：获取电力系统数据信息；S2：构造自对偶双向图；S3：建立故障断线模型；S4：计算断线敏感因子；S5：计算改进介数中心性指标；S6：计算关联结构洞特性指标；S7：计算归一化后的改进介数中心性指标；S8：计算归一化后的关联结构洞特性指标；S9：计算分配权重系数；S10：计算节点v_i的综合性指标脆弱势能；S11：计算节点v_i+1的综合性指标脆弱势能；S12：计算所有节点的综合性指标脆弱势能；S13：对脆弱势能降序排列，得到优先保护集合；该方法能实现电网脆弱线路的有效辨识，解决电网故障发生后输电线路间关联性问题，降低连锁故障的发生概率。

技术领域

本发明涉及电力系统安全稳定运行技术领域，特别是涉及到一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法。

背景技术

电力系统是现代社会最复杂的网络之一，是为所有系统稳定运行提供电力的重要基础设施。随着全球能源互联网的迅速发展，促进了电网规模和功能的动态演化，电网的互联是未来发展趋势，但是大规模的互联对电网的稳定运行标准进一步提高。从以往大停电事故报告中可以看出，连锁故障的发生往往是由于威胁因素使得某一元件故障，引起电力系统中潮流重新分配，进而导致一系列线路过载事件的发生。除电力系统内部本身的演化对电力系统造成威胁以外，威胁因素还包括但不限于传统自然灾害(地震，台风，雪灾等)，偶发性事故(元件故障，保护失效，人为误操作等)以及网络攻击等恶意袭击。因此为保证电网的安全高效稳定运行，研究电力系统的脆弱性仍然是目前的电力建设关键问题之一。

目前电力系统脆弱性评估分析方法中，主要分为运行状态脆弱性评估和拓扑结构脆弱性。运行状态脆弱性评估基于系统暂态稳态的电气量特性，即分析了当脆弱支路故障发生时电网物理特性的改变导致的电气量参数变化；拓扑结构脆弱性评估分析了当脆弱支路故障发生时对网络结构造成的冲击，以及刻画了此时的网络拓扑特性。

虽然以系统暂稳态为依据构建的指标能真实有效地反映元件在电网中所占据的作用，但是以暂态为基础的指标计算所分析的是高纬度、非线性的大规模复杂电网，其具有较高的计算复杂度和时间复杂度，难以实现在线评估应用。纯粹的拓扑结构指标则忽略了电网的电气量特性而仅依靠复杂网络指标对其线路脆弱程度排序，不能真实地反映输电线路在电网中的关键作用。因此，脆弱线路的辨识需要进一步综合电力系统状态和复杂网络特性，构建一种新的评估体系具有重要的理论学术和工程应用意义。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法，该方法结合电网线路间相关强度和关联结构洞特性，从全局和局部角度建立了脆弱势能指标模型，构建了一种能快速准确识别电力系统脆弱线路的指标评价体系，该方法能够实现电网脆弱线路的有效辨识，解决电网故障发生后输电线路间关联性问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法，具体包括以下步骤：

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，由电网中的发电机，变压器或负荷抽象而成，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，B中元素表示输电线路之间的连接关系，所述支路集合B为：