[发明专利]一种基于动态网络社区检测方法的电网受控岛划分方法

说明书

本发明提供了一种基于动态网络社区检测方法的电网受控岛划分方法，包括以下步骤：电网正常运行时，通过GN算法提前做电网的预划分，得到初始岛；当前端传感器检测到故障信号后，按照故障信号检索受影响的线路，删除故障信号所对应的点或边；解散故障涉及的初始岛，保存删除故障点后的岛中节点及边，采用GN算法对删除故障点后的岛中节点及边进行重新划分，获得更新后的岛；将更新后的岛按同频发电机群进行合并，合并后的岛的数量与同频发电机群的数量一致，即完成电网受控岛的划分。若不一致则以降低潮流中断值的目标再次合并。本发明提出的划分方法不仅效率高，而且岛划分时需要关闭的线路潮流低，可有效防止大面积停电。

技术领域

本发明涉及电网的受控岛切分技术领域，特别地，涉及一种控制大面积停电损害的基于动态网络社区检测方法的电网受控岛划分方法。

背景技术

随着城市化程度深化和智能电网建设的增多，电力系统呈现越来越复杂的结构。随着各个电网系统互联程度的提高，一些可能造成电力系统失衡的突发故障，会引发各个局部连锁停电(cascading failure)，导致大面积停电的恶性事故。

电网的受控岛切分(Intentional controlled islanding)是缓解这些灾难性事件的有效的主动纠正控制措施。受控岛切分一般在严重意外事件之后、电网系统失去其完整性之前启用，基本思路是实时(在实践中为几秒钟内)确定一组要在整个电力系统中断开的线路，以创建可持续和稳定的“岛”，从而维持其他部分的电力畅通。一次好的受控岛切分过程是：一组线路断开，将整个电网分为几个孤立的岛，岛内发电机功率大于负荷功率，保证负荷的正常工作；同时切断的这组线路的潮流功率尽可能低，以减少线路组切断时的震荡风险。IEEE电力和能源委员会发布的报告表示，强烈建议通过特殊保护系统控制电力系统孤岛，以防止停电并促进电网恢复。

目前的受控岛切分的计算方法有几类：1.线性和非线性规划；2.基于图论的方法；3.OBDD法等。

其中，线性和非线性规划的主要方向有LP、MILP和MINLP，有不错的求解精度，但是其方法的计算搜索空间大，计算复杂度高，难以在故障发生的几秒内完成解决方法的输出，时间开销大；其变种LP方法提出了一些加快计算速度的方法，用近似解代替高精度解，但也不针对多个目标优化。

基于图论的方法与其他类方法相比缺少明确的目标函数，在模型中加入约束比使用其他方法难，如恢复能力(restoration)、稳定性(stability)、弹性(resiliency)，其中基于谱聚类类型的方法在近些年中被多个文献采用，这类方法的优点是运算速度快，可以支持在线实时运算，同时可以计算得到生成树以应对切分为不同数量岛的需求。不同的方法在贴近现实实践上做了改进，如按同频机群来划分电网，通过增加裕度来避免电压失稳等。目前该类方法的图建模方式还比较基础，一般图中边的权重只是线路的潮流值，没有引入发电机、负荷以及网络拓扑结构等因素。且引用排名高的文献中只有minimal cutset方法支持两个目标函数。

OBDD类方法的两个主要文献都在2012年之前，尽管基于OBDD的ICI方法可以在整个搜索空间中搜索解决方案，但需要将要分区的网络大小减少到40个节点以下，以便在实际时间范围内(即秒)获得解决方案。也有通过网络科学中社区检测方法应用至电网岛切分问题的，原技术是静态方法，使用Girvan-Newman算法时求解最短路径需要高计算开销，且只计算了最小减载值。