[发明专利]基于细胞自动机的电力网络可靠性分析方法

摘要

本发明提供的一种基于细胞自动机的电力网络可靠性分析方法，包括如下步骤：a.将电网中的电气设备按性质分类并分为有抗阻元件和无抗阻元件，根据各元件分类情况建立厂站拓扑模型以及电网拓扑模型；b.获取电网中各元件的故障状态信息；c.设定厂站细胞自动机规则，并根据电网中各元件的故障状态信息进行厂站拓扑分析，划分厂站逻辑节点；d.设定电网细胞自动机规则，并根据厂站拓扑模型以及电网系统外部与厂站的连接关系进行电网拓扑分析，获取电网子系统；e.对电网各子系统进行潮流分析，采用统计模拟方法确定电电力系统可靠性；本发明的基于细胞自动机的电力网络分析方法，将电网中的所有元件进行一体考虑，能够识别孤立的子系统，提高分析效率。

主权项

1.一种基于细胞自动机的电力网络可靠性分析方法，其特征在于：包括如下步骤：a.将电网中的电气设备按性质分类并分为有抗阻元件和无抗阻元件，根据电网中的各元件分类情况建立厂站拓扑模型以及电网拓扑模型；b.并获取电网中各元件的故障状态信息；c.设定厂站细胞自动机规则，并根据电网中各元件的故障状态信息进行厂站拓扑分析，获得厂站逻辑节点；d.设定电网细胞自动机规则，并根据厂站拓扑模型以及电网系统外部与厂站的连接关系进行电网拓扑分析，获取电网子系统；e.对电网各子系统进行潮流分析，采用统计模拟方法确定电力系统可靠性F；步骤c中，针对各个厂站定义细胞自动机规则为W(i)＝or[W(j),… ,W(k)]，且当某一厂站有元件因故障退出后，则根据新的厂站拓扑模型以及厂站细胞自动机的规则确定厂站拓扑模型的分支集合A，并根据厂站的分支集合A确定逻辑节点集合Bi；其中，j,… ,k∈Λi，Λi表示与节点i邻接的节点集合；步骤d中，根据电网系统外部的输电线路与厂站的逻辑节点连接关系，确定q×l阶的关联矩阵Di，并且在所有厂站的拓扑分析后，将所有厂站关联矩阵D按行合并可得到nl×l阶的系统逻辑节点与输电线路的关联矩阵T，并且由关联矩阵T确定系统的邻接矩阵G，并且根据电网细胞自动机的规则，得到分片矩阵H，则H中记录有电网子系统的数量及每个子系统包含的元件数量，且电网的子系统表示为S＝{S1,S2,… ,Sk}；邻接矩阵G用NODE＝{n1,n2,Λ,nt}以及LINK＝{l1,l2,… ,lp}表示，其中，t表示电力系统中逻辑节点数量，ni代表一个逻辑节点，p表示电力系统中输电线路数量，li代表第i条输电线路；其中，将整个电网细胞自动机规则定义为：将NODE中任意逻辑节点加入起始为空的集合Si中，且根据Si＝SiY[adj(w)]，其中w表示Si中任意节点，直到不再有新的节点加入为止；还包括步骤e1：对电网子系统进行潮流分析，对于潮流不收敛的子系统，分析模型为：s.tVmin≤V≤VmaxPGmin≤PG≤PGmaxQGmin≤QG≤QGmaxTL＝M·(PG‑PD+PWi)其中V为电网中所有元件的运行电压，Vmax和Vmin分别表示电网中所有电气设备的运行电压上下极限；PG和QG则表示所有电源节点需要满足的有功功率和无功功率；TL为输电线路有功潮流列向量，M为输电线路潮流与节点净注入量之间的关联矩阵，PG为节点发电机出力列向量，PD为节点的有功负荷列向量，PWi为节点无法满足的功率所对应的列向量，PGi为节点i发电机出力，NG为发电机组集合，根据潮流不收敛子系统的分析模型，模拟电力系统再调度过程，计算无法满足的最小功率PWi。