用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量以及電網(wǎng)分區(qū)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網(wǎng)供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量以及電網(wǎng)分 區(qū)的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能需求與一次能源在地域分布上的不均衡，促使現(xiàn)代電力工業(yè)朝著跨地區(qū)甚至 跨國(guó)家互聯(lián)的方向發(fā)展。電網(wǎng)的互聯(lián)可以有效地利用分散的資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性； 但同時(shí)也使得系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全的監(jiān)控與分析計(jì)算 也越發(fā)的困難。
[0003] 電網(wǎng)互聯(lián)是通過(guò)少量的輸電線路將若干個(gè)區(qū)域電網(wǎng)連接成一個(gè)大電網(wǎng)，區(qū)域電網(wǎng) 之間的聯(lián)系相對(duì)薄弱，區(qū)域內(nèi)容的擾動(dòng)或故障極少波及到區(qū)域外部。因此，將互聯(lián)的大規(guī) 模電網(wǎng)劃分為若干個(gè)區(qū)域來(lái)進(jìn)行運(yùn)行安全的分析計(jì)算與監(jiān)視控制，是可行的也是十分必要 的，可以提高分析計(jì)算的效率，降低運(yùn)行監(jiān)控的復(fù)雜度。電網(wǎng)分區(qū)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理中 具有十分廣泛的需求。
[0004] 長(zhǎng)期以來(lái)，運(yùn)行人員多依據(jù)行政區(qū)劃結(jié)合自身長(zhǎng)期積累起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行 分區(qū)，但是這種方式缺乏對(duì)運(yùn)行方式的及時(shí)應(yīng)變并且過(guò)于依賴人員經(jīng)驗(yàn)。雖然例如申請(qǐng)?zhí)?為CN201310112944. 3和申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310558491. 7的中國(guó)專利申請(qǐng)已經(jīng)提出了一些電 網(wǎng)分區(qū)方法來(lái)減少對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴，但這些方法對(duì)分區(qū)數(shù)量的確定仍然需要人工輔助信 息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的電網(wǎng)分區(qū)方法不能自動(dòng)確定分區(qū)數(shù)量的問(wèn) 題。
[0006] 為此目的，本發(fā)明提出了一種用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量的方法，包括：計(jì)算電網(wǎng)中各 個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)；獲取各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的與所述非電源節(jié)點(diǎn)直接相連的非 電源節(jié)點(diǎn)的集合；確定所述非電源節(jié)點(diǎn)中的勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)，所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)的 勢(shì)值大于所有與該節(jié)點(diǎn)直接相連的非電源節(jié)點(diǎn)的勢(shì)值；確定電網(wǎng)分區(qū)的數(shù)量，所述電網(wǎng)分 區(qū)的數(shù)量為所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
[0007] 優(yōu)選地，所述計(jì)算電網(wǎng)中各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)，包括：獲取非電源節(jié) 點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣；根據(jù)所述非電源節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣求取負(fù)荷電流等效因子矩陣，所述負(fù)荷電 流等效因子矩陣為所述非電源節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣的逆矩陣的各行除以各自的對(duì)角元所得到 的矩陣；根據(jù)所述負(fù)荷電流等效因子矩陣求取各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)，各個(gè)所 述負(fù)荷電流虛擬勢(shì)分別為所述負(fù)荷電流等效因子矩陣對(duì)應(yīng)行的各列之和。
[0008] 本發(fā)明還提出了一種電網(wǎng)分區(qū)方法，包括：根據(jù)上述用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量的方 法確定電網(wǎng)分區(qū)的數(shù)量；根據(jù)所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)確定分區(qū)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)； 確定分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)的歸屬。
[0009] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)確定分區(qū)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)，包 括：以各個(gè)所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，沿勢(shì)值下降方向遍歷各非電源節(jié)點(diǎn)，并對(duì)各非 電源節(jié)點(diǎn)標(biāo)記分區(qū)號(hào)，回退條件為節(jié)點(diǎn)無(wú)勢(shì)值下降方向或節(jié)點(diǎn)所標(biāo)記的分區(qū)號(hào)與當(dāng)前分區(qū) 號(hào)相同；將僅標(biāo)記有一個(gè)分區(qū)號(hào)的非電源節(jié)點(diǎn)作為所標(biāo)記分區(qū)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，將標(biāo)記有多個(gè) 分區(qū)號(hào)的非電源節(jié)點(diǎn)作為邊界節(jié)點(diǎn)。
[0010] 優(yōu)選地，所述確定分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)的歸屬，包括：計(jì)算各個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)與其所標(biāo)記分區(qū) 號(hào)的分區(qū)內(nèi)所有非電源節(jié)點(diǎn)之間的等值阻抗的均值；將邊界節(jié)點(diǎn)劃入到所計(jì)算的等值阻抗 的均值最大所對(duì)應(yīng)的分區(qū)中。
[0011] 本發(fā)明進(jìn)一步提出了一種用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量的系統(tǒng)，包括：負(fù)荷電流虛擬勢(shì) 生成單元，用于計(jì)算電網(wǎng)中各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)；節(jié)點(diǎn)集合獲取單元，用于獲 取各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的與所述非電源節(jié)點(diǎn)直接相連的非電源節(jié)點(diǎn)的集合；勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn) 確定單元，用于確定所述非電源節(jié)點(diǎn)中的勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)，所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)的勢(shì) 值大于所有與該節(jié)點(diǎn)直接相連的非電源節(jié)點(diǎn)的勢(shì)值；電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量確定單元，用于確定電 網(wǎng)分區(qū)的數(shù)量，所述電網(wǎng)分區(qū)的數(shù)量為所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
[0012] 優(yōu)選地，所述負(fù)荷電流虛擬勢(shì)生成單元包括：導(dǎo)納矩陣獲取模塊，用于獲取非電源 節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣；負(fù)荷電流等效因子矩陣獲取模塊，用于根據(jù)所述非電源節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣 求取負(fù)荷電流等效因子矩陣，所述負(fù)荷電流等效因子矩陣為所述非電源節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納矩陣的 逆矩陣的各行除以各自的對(duì)角元所得到的矩陣；負(fù)荷電流虛擬勢(shì)獲取模塊，用于根據(jù)所述 負(fù)荷電流等效因子矩陣求取各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)，各個(gè)所述負(fù)荷電流虛擬勢(shì) 分別為所述負(fù)荷電流等效因子矩陣對(duì)應(yīng)行的各列之和。
[0013] 本發(fā)明還提出了一種電網(wǎng)分區(qū)系統(tǒng)，包括：上述用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量的系統(tǒng)； 節(jié)點(diǎn)標(biāo)定單元，用于根據(jù)所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)確定分區(qū)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)；邊界 節(jié)點(diǎn)歸屬確定單元，用于確定分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)的歸屬。
[0014] 優(yōu)選地，所述節(jié)點(diǎn)標(biāo)定單元包括：遍歷模塊，用于以各個(gè)所述勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)為 根節(jié)點(diǎn)，沿勢(shì)值下降方向遍歷各非電源節(jié)點(diǎn)，并對(duì)各非電源節(jié)點(diǎn)標(biāo)記分區(qū)號(hào)，回退條件為節(jié) 點(diǎn)無(wú)勢(shì)值下降方向或節(jié)點(diǎn)所標(biāo)記的分區(qū)號(hào)與當(dāng)前分區(qū)號(hào)相同；節(jié)點(diǎn)區(qū)分模塊，用于將僅標(biāo) 記有一個(gè)分區(qū)號(hào)的節(jié)點(diǎn)作為所標(biāo)記分區(qū)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，將標(biāo)記有多個(gè)分區(qū)號(hào)的非電源節(jié)點(diǎn)作 為邊界節(jié)點(diǎn)。
[0015] 優(yōu)選地，所述邊界節(jié)點(diǎn)歸屬確定單元包括：等值阻抗均值計(jì)算模塊，用于計(jì)算各個(gè) 邊界節(jié)點(diǎn)與其所標(biāo)記分區(qū)號(hào)的分區(qū)內(nèi)所有非電源節(jié)點(diǎn)之間的等值阻抗的均值；邊界節(jié)點(diǎn)劃 分模塊，用于將邊界節(jié)點(diǎn)劃入到所計(jì)算的等值阻抗的均值最大所對(duì)應(yīng)的分區(qū)中。
[0016] 本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案計(jì)算電網(wǎng)中各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)，以勢(shì)值 的大小來(lái)衡量各個(gè)非電源節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的緊密程度，將分區(qū)看作為勢(shì)值由中心向邊界輻射衰 減的連通區(qū)域，通過(guò)確定非電源節(jié)點(diǎn)中的勢(shì)值局部最大節(jié)點(diǎn)的數(shù)量來(lái)確定電網(wǎng)分區(qū)的數(shù) 量，克服了現(xiàn)有方案中無(wú)法自動(dòng)確定分區(qū)數(shù)量的不足，進(jìn)而通過(guò)遍歷各個(gè)分區(qū)的非電源節(jié) 點(diǎn)并確定分區(qū)邊界節(jié)點(diǎn)的歸屬，搜索被勢(shì)值低洼區(qū)所分割的高勢(shì)值連通區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的 自動(dòng)分區(qū)，本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案能夠?qū)崟r(shí)跟蹤電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，自動(dòng)調(diào)整分區(qū)結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0018] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量的方法的流程圖；
[0019] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流虛擬勢(shì)的流程 圖；
[0020] 圖3示出了 IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的示意圖；
[0021] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電網(wǎng)分區(qū)方法的流程圖；
[0022] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于確定電網(wǎng)分區(qū)數(shù)量的系統(tǒng)的示意圖；
[0023] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電網(wǎng)分區(qū)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明