專利名稱：基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自 動獲取方法。
背景技術(shù)：
為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電力系統(tǒng)運(yùn)行部門一般會制定電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)則，將 電網(wǎng)的運(yùn)行空間限制在運(yùn)行規(guī)則規(guī)定的空間內(nèi)。運(yùn)行規(guī)則一般是在特定的斷面上制定的， 以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜電力系統(tǒng)的“降維”控制。斷面是電網(wǎng)中一些潮流流向一致并且容易出現(xiàn)過 載的輸電線路的組合，它是大電網(wǎng)的重要安全特征，反映了某時(shí)刻電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，是對電 網(wǎng)安全有重要影響的輸電瓶頸。傳統(tǒng)的斷面是由電網(wǎng)運(yùn)行專家通過離線分析人工選擇而得到的。由于人類計(jì)算能 力的局限性，人工選擇的斷面通常只反映極端運(yùn)行方式下電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，對在線運(yùn)行方 式變化的適應(yīng)性不強(qiáng)。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和新能源的接入，電網(wǎng)的運(yùn)行方式日益多 變，特別是隨著大規(guī)模間歇性新能源的接入，電網(wǎng)潮流方式的隨機(jī)性顯著增大，其安全特征 也可能頻繁發(fā)生變化，例如原來對電網(wǎng)安全影響不大的非關(guān)鍵斷面可能變成對電網(wǎng)安全 有重大影響的關(guān)鍵斷面，反之亦然。傳統(tǒng)的人工選擇斷面的方法已無法適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式 的快速變化，可能導(dǎo)致關(guān)鍵斷面的遺漏，甚至危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)智 能化和精細(xì)化運(yùn)行的高要求。為了提高運(yùn)行規(guī)則對電網(wǎng)在線運(yùn)行方式的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化調(diào)度，被國際上譽(yù) 為“電網(wǎng)調(diào)度自動化之父”的DY-Liacco博士于1997年提出了智能機(jī)器調(diào)度員(AO)的概 念，為電網(wǎng)智能調(diào)度描繪了一個(gè)新穎的藍(lán)圖。一些文獻(xiàn)進(jìn)一步提出精細(xì)規(guī)則的概念，并對精 細(xì)規(guī)則自動發(fā)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入研究，利用計(jì)算機(jī)在線獲得考慮到更多安全特征的精細(xì)規(guī) 則，精細(xì)規(guī)則突破了傳統(tǒng)規(guī)則的粗放結(jié)構(gòu)，通過特征選擇選出與電網(wǎng)安全最相關(guān)的一系列 特征，并利用這些特征對運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行修正，提高了規(guī)則對在線運(yùn)行方式的適應(yīng)性。但是， 目前缺乏一種能夠在線獲取電網(wǎng)關(guān)鍵斷面的方法，僅僅依靠人工離線選擇的斷面來進(jìn)行在 線精細(xì)規(guī)則的生成，影響了精細(xì)規(guī)則的精度和準(zhǔn)確性。因此，需要一種能夠在線獲取電網(wǎng)斷 面的方法與精細(xì)規(guī)則的在線生成相配合，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的精細(xì)化、智能化調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種基于電氣分區(qū)的輸電斷面 自動獲取方法，能夠更好的適應(yīng)日益多變的電網(wǎng)運(yùn)行方式，為精細(xì)規(guī)則的在線制定提供了 更加準(zhǔn)確的輸電斷面，提高了精細(xì)規(guī)則的精細(xì)化程度和在線適應(yīng)能力。本發(fā)明提出的一種基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法，其特征在于，按照由 初始斷面到輸電斷面，再到關(guān)鍵斷面的逐步遞進(jìn)方法自動獲取斷面，該方法包括以下步驟1)拓?fù)渌阉饕约皬S站分類利用拓?fù)渌阉鹘㈦娋W(wǎng)中廠站之間的連接關(guān)系，并將廠站作為頂點(diǎn)，輸電線路作為邊組成網(wǎng)絡(luò)N，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)N將廠站分為環(huán)上廠站和非環(huán)上廠站 兩類，環(huán)上廠站為能與其他廠站連接形成環(huán)的廠站；2)獲得廠站間的電氣距離利用支路追加法生成網(wǎng)絡(luò)N的阻抗矩陣Z，將網(wǎng)絡(luò)N中 任意兩個(gè)廠站i、j組成的廠站對的自阻抗Zi^.作為這兩個(gè)廠站之間的電氣距離Du，則Dij 用式⑴表示Dlj = Zvm = MJjZMij = Z" + Zjj -TLli (1)其中Z 、Zjj, Zij是阻抗矩陣Z中對應(yīng)的元素，設(shè)阻抗矩陣Z的階數(shù)為n(n為網(wǎng)絡(luò) N中廠站的個(gè)數(shù))，則Mu是一個(gè)nX 1的列向量，在第i、j行分別取1和-1，其余位置取0 ；3)對網(wǎng)絡(luò)N進(jìn)行電氣分區(qū)并根據(jù)電氣距離對每個(gè)廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行調(diào)整；4)根據(jù)圖論對調(diào)整后的電氣分區(qū)獲取初始斷面；5)利用初始斷面有功潮流流向以及初始斷面內(nèi)支路之間的聯(lián)系緊密程度兩方面 約束對獲取的初始斷面進(jìn)行篩選，得到輸電斷面；6)根據(jù)步驟5)得到的輸電斷面獲取關(guān)鍵斷面判斷輸電斷面的安全裕度是否滿 足式(5)，若滿足，將該輸電斷面為關(guān)鍵斷面，Msec = 1-Psec/Psmax > Mfflin (5)其中，P·為斷面?zhèn)鬏數(shù)墓β?，Psmax為斷面的功率傳輸極限，采用連續(xù)潮流法計(jì)算 N-I穩(wěn)定約束下的斷面悲觀極限作為斷面?zhèn)鬏敇O限，每一步連續(xù)潮流的計(jì)算時(shí)都判斷系統(tǒng) 的N-I暫態(tài)穩(wěn)定性，Mmin為閾值，取值范圍為0. 3 0. 5。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流狀態(tài)，通 過大量的仿真計(jì)算，獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)下的薄弱環(huán)節(jié)作為關(guān)鍵輸電斷面。相比于傳統(tǒng) 的人工離線斷面選擇方法，這種斷面自動獲取方法能夠更好的適應(yīng)日益多變的電網(wǎng)運(yùn)行方 式，為精細(xì)規(guī)則的在線制定提供了更加準(zhǔn)確的輸電斷面，提高了精細(xì)規(guī)則的精細(xì)化程度和 在線適應(yīng)能力。


圖1為本發(fā)明定義的初始斷面、輸電斷面、關(guān)鍵斷面的包含關(guān)系示意圖。圖2為本發(fā)明方法的總體流程框圖。圖3為廠站連接的舉例說明示意圖。圖4為本發(fā)明中電網(wǎng)電氣分區(qū)方法的流程圖。圖5為本發(fā)明中初始斷面自動發(fā)現(xiàn)方法的流程圖。圖6為A省電網(wǎng)某時(shí)刻按照廠站地理分布的電氣分區(qū)圖。圖7為利用本發(fā)明方法得到的A省電網(wǎng)某時(shí)刻的電氣分區(qū)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法，結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說 明如下本發(fā)明定義初始斷面為電網(wǎng)中最小割集；輸電斷面為電網(wǎng)中有功潮流流向一 致，線路之間的開斷靈敏度較大的初始斷面；關(guān)鍵斷面為電網(wǎng)中安全裕度小，對電網(wǎng)安全性有重要影響的輸電斷面；初始斷面、輸電斷面、關(guān)鍵斷面的包含關(guān)系如圖1所示。 本發(fā)明按照由初始斷面到輸電斷面，再到關(guān)鍵斷面的逐步遞進(jìn)方法自動獲取斷本發(fā)明方法的總流程如圖2所示，包括以下步驟1)拓?fù)渌阉饕约皬S站分類利用拓?fù)渌阉鹘㈦娋W(wǎng)中廠站之間的連接關(guān)系，并將 廠站作為頂點(diǎn)，輸電線路作為邊組成網(wǎng)絡(luò)N，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)N將廠站分為環(huán)上廠站和非環(huán)上廠站 兩類，環(huán)上廠站為能與其他廠站連接形成環(huán)的廠站，如圖3所示的一個(gè)簡單的9個(gè)廠站和輸 電線路組成的網(wǎng)絡(luò)上，廠站1-6為環(huán)上廠站，廠站7-9為非環(huán)上廠站。2)獲得廠站間的電氣距離利用支路追加法生成網(wǎng)絡(luò)N的阻抗矩陣Z，將網(wǎng)絡(luò)N中 任意兩個(gè)廠站i、j組成的廠站對的自阻抗Zi^.作為這兩個(gè)廠站之間的電氣距離Du，則Dij 用式⑴表示Dij = Z帖=MJjZMij = Z" + Zjj -IZij (1)其中Z 、Zjj, Zij是阻抗矩陣Z中對應(yīng)的元素，設(shè)阻抗矩陣Z的階數(shù)為η (η為網(wǎng)絡(luò) N中廠站的個(gè)數(shù))，則Mu是一個(gè)ηΧ 1的列向量，在第i、j行分別取1和-1，其余位置取0 ；3)對網(wǎng)絡(luò)N進(jìn)行電氣分區(qū)并根據(jù)電氣距離對每個(gè)廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行調(diào)整如圖 4所示，具體步驟如下3-1)按照網(wǎng)絡(luò)N中廠站的地理分布將網(wǎng)絡(luò)N劃分成多個(gè)電氣分區(qū)；3-2)對網(wǎng)絡(luò)N中所有廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行初步調(diào)整如果非環(huán)上的廠站與所連接 的環(huán)上廠站的電氣分區(qū)不同，則將該非環(huán)上的廠站置于所連接的環(huán)上廠站的電氣分區(qū)中； 對于環(huán)上的廠站，如果與該廠站連接的其他環(huán)上廠站都位于同一個(gè)電氣分區(qū)A中，而該廠 站不位于電氣分區(qū)A中，則將該廠站置于電氣分區(qū)A中；3-3)將同其他電氣分區(qū)內(nèi)的廠站連接的廠站作為邊界廠站，并將所有的邊界廠站 組成集合Sb，利用式(2)計(jì)算Sb內(nèi)每一個(gè)廠站Pb到該廠站Pb所在電氣分區(qū)的距離Dtl，利用 式⑶計(jì)算廠站Pb到所該廠站所連接電氣分區(qū)的電氣距離Db(b e Spb)，其中Spb為廠站Pb 所連接的電氣分區(qū)的集合；D0 = —！― Yj DJPh,iez (2)
nZ ~1 1A = —Σ DjPh ,besPb(3)
nb j^b式⑵、(3)中ζ是廠站Pb所在的電氣分區(qū)，b是廠站Pb所連接的一個(gè)電氣分區(qū)， nz、nb分別是電氣分區(qū)z、b包含的廠站個(gè)數(shù)，是廠站j、Pb之間的電氣距離；3-4)根據(jù)電氣距離對Sb內(nèi)每個(gè)廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行調(diào)整對于Sb內(nèi)的一個(gè)廠站 Pb，若對于任意的i e Spb，隊(duì)< Db恒成立，則廠站Pb的電氣分區(qū)不需要調(diào)整；否則將該廠站 Pb置于與該廠站電氣距離最近的電氣分區(qū)中；重復(fù)步驟3-2) ,3-3)、3-4)，直至Sb中所有廠 站的電氣分區(qū)均不需要調(diào)整；4)根據(jù)圖論對調(diào)整后的電氣分區(qū)獲取初始斷面如圖5所示，具體步驟如下4-1)根據(jù)圖論，以步驟3)調(diào)整后的電氣分區(qū)的集合為頂點(diǎn)集V，以各電氣分區(qū)之 間輸電線路的集合為邊，組成邊集E，建立圖G(V，E)；4-2)對圖G(V，Ε)上的頂點(diǎn)進(jìn)行分類，分為環(huán)上頂點(diǎn)和非環(huán)上頂點(diǎn)兩類(分類方法與廠站的分類方法相似)，首先將非環(huán)上頂點(diǎn)與環(huán)上頂點(diǎn)間的邊作為最小割集，之后從圖 G(V，E)中刪除該非環(huán)上頂點(diǎn)；4-3)對于環(huán)上的頂點(diǎn)組成的頂點(diǎn)集V。，建立圖G(V。)，遍歷將頂點(diǎn)集V。分為\、 V2兩個(gè)頂點(diǎn)集的所有情況，頂點(diǎn)集Vp V2滿足條件K OF2 =0, V1 UV2 = V0,并分別建立子 圖G (V1)、G (V2),若子圖G (V1KG(V2)均為連通圖(任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間存在至少一條路徑的 圖)，則圖G (V0)上頂點(diǎn)集V1、V2之間的邊為電網(wǎng)的一個(gè)最小割集；4-4)將步驟4-2) ,4-3)中得到的所有最小割集作為電網(wǎng)的初始斷面；5)利用初始斷面有功潮流流向以及初始斷面內(nèi)支路之間的聯(lián)系緊密程度兩方面 約束對步驟4)得到的初始斷面進(jìn)行篩選，得到輸電斷面5-1)判斷構(gòu)成初始斷面的輸電線路的有功潮流方向是否一致，若不一致，將該初 始斷面排除(在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)斷面中支路有功功率傳輸方向不一致時(shí)，若該支路是輕載 支路或傳輸有功功率相對于斷面中其他支路很小，對斷面整體影響不大，可認(rèn)為斷面整體 的有功潮流流向一致)；5-2)判斷構(gòu)成初始斷面的輸電線路相互之間的開斷分布因子是否滿足式(4)，若 不滿足，將該初始斷面排除，Dk_,=J >Dmm (4)
I-X^lIxl式中Dlrf是線路1斷開以后其上功率轉(zhuǎn)移到線路k上的比例，Dmin為閾值，取值范 圍為0. 1 0.3，Xk、Xl是線路k、l的電抗，Xh Jlri分別是利用直流潮流模型的阻抗矩陣得 到的線路1兩端的自阻抗和線路1兩端關(guān)于線路k兩端的互阻抗；6)根據(jù)步驟5)得到的輸電斷面獲取關(guān)鍵斷面判斷輸電斷面的安全裕度是否滿 足式(5)，若滿足，將該輸電斷面為關(guān)鍵斷面，Msec = 1-Psec/Psmax > Mfflin (5)其中，Psec為斷面?zhèn)鬏數(shù)墓β?，Psmax為斷面的功率傳輸極限，采用連續(xù)潮流法計(jì)算 N-I穩(wěn)定約束下的斷面悲觀極限作為斷面?zhèn)鬏敇O限，每一步連續(xù)潮流的計(jì)算時(shí)都判斷系統(tǒng) 的N-I暫態(tài)穩(wěn)定性，Iin為閾值，取值范圍為0. 3 0. 5。實(shí)施例利用本發(fā)明提出的基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法對某時(shí)刻A省電網(wǎng)進(jìn) 行關(guān)鍵斷面的自動獲取，步驟和結(jié)果如下1)拓?fù)渌阉饕约皬S站分類利用拓?fù)渌阉鹘省電網(wǎng)中廠站之間的連接關(guān)系， 并將廠站作為頂點(diǎn)，輸電線路作為邊組成網(wǎng)絡(luò)N，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)N將廠站分為環(huán)上廠站和非環(huán)上 廠站兩類，兩類廠站的個(gè)數(shù)如表1所示；表1某時(shí)刻A省電網(wǎng)廠站的分類
類別個(gè)數(shù)環(huán)上廠站236非環(huán)上廠站82
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2)獲得廠站間的電氣距離利用支路追加法生成網(wǎng)絡(luò)N的阻抗矩陣Z，網(wǎng)絡(luò)N中任 意兩個(gè)廠站i、j之間的電氣距離Du用式⑴表示；3)對網(wǎng)絡(luò)N進(jìn)行電氣分區(qū)，如圖4所示，具體步驟如下3-1)按照網(wǎng)絡(luò)N中廠站的地理分布將網(wǎng)絡(luò)N劃分成18個(gè)電氣分區(qū)，網(wǎng)絡(luò)N的電氣 分區(qū)之間的連接關(guān)系如圖6所示；3-2)對網(wǎng)絡(luò)N中所有廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行初步調(diào)整；3-3)將所有的邊界廠站組成集合Sb，利用式(2)計(jì)算Sb內(nèi)每一個(gè)廠站Pb到該廠 站Pb所在電氣分區(qū)的距離Dtl，利用式(3)計(jì)算廠站Pb到該廠站所連接電氣分區(qū)的電氣距離 Db(b e Spb)，其中Spb為廠站Pb所連接的電氣分區(qū)的集合；3-4)對Sb內(nèi)每個(gè)廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行調(diào)整對于Sb內(nèi)的一個(gè)廠站Pb，若對于任意 的i e Spb, D0 < Db恒成立，則廠站Pb的電氣分區(qū)不需要調(diào)整；否則將該廠站Pb置于與該廠 站電氣距離最近的電氣分區(qū)中；重復(fù)步驟3-2) ,3-3)、3-4)，直至Sb中所有廠站的電氣分區(qū) 均不需要調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)N最終的電氣分區(qū)之間的連接關(guān)系如圖7所示，共有14個(gè)電氣分區(qū)；4)初始斷面的獲取如圖5所示，具體步驟如下4-1)根據(jù)圖論，以步驟3)調(diào)整后的電氣分區(qū)的集合為頂點(diǎn)集V，以各電氣分區(qū)之 間輸電線路的集合為邊，組成邊集E，建立圖G(V，E)；4-2)對圖G(V，E)上的頂點(diǎn)進(jìn)行分類，分為9個(gè)環(huán)上頂點(diǎn)和5個(gè)非環(huán)上頂點(diǎn)，首先 將非環(huán)上頂點(diǎn)與環(huán)上頂點(diǎn)間的邊作為最小割集，之后從圖G(V，Ε)中刪除非環(huán)上頂點(diǎn)，共得 到5個(gè)最小割集；4-3)對于環(huán)上的頂點(diǎn)組成的頂點(diǎn)集V。，建立圖G (V。)，遍歷將頂點(diǎn)集V。分為\、V2 兩個(gè)頂點(diǎn)集的所有情況，頂點(diǎn)集％、％滿足條件Knr2=0,Vl υ V2 = V。，并分別建立子圖 G(V1)、G(V2)，若子圖G(V1)、G(V2)均為連通圖，則圖G(V。)上頂點(diǎn)集V” V2之間的邊為電網(wǎng) 的一個(gè)最小割集，共得到24個(gè)最小割集；4-4)將步驟4-2) ,4-3)中得到的所有29個(gè)最小割集作為電網(wǎng)的初始斷面；5)根據(jù)步驟4)得到的初始斷面獲取輸電斷面利用初始斷面有功潮流流向以及 初始斷面內(nèi)支路之間的聯(lián)系緊密程度兩方面約束對初始斷面進(jìn)行篩選，得到輸電斷面5-1)判斷構(gòu)成初始斷面的輸電線路的有功潮流方向是否一致，若不一致，將該初 始斷面排除；5-2)判斷構(gòu)成初始斷面的輸電線路相互之間的開斷分布因子是否滿足式(4)，若 不滿足，將該初始斷面排除，式(4)中閾值Dmin取0. 1 ；6)根據(jù)步驟5)得到的輸電斷面獲取關(guān)鍵斷面判斷輸電斷面的安全裕度是否滿 足式(5)，若滿足，將該輸電斷面為關(guān)鍵斷面，式(5)中閾值Mmin取0.3;使用本發(fā)明方法實(shí)施例獲取的初始斷面、輸電斷面、關(guān)鍵斷面的數(shù)量與運(yùn)行方式 專家給出的斷面數(shù)量的對比如表2所示；表2某時(shí)刻A省電網(wǎng)斷面數(shù)量的對比
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權(quán)利要求
一種基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法，其特征在于，按照由初始斷面到輸電斷面，再到關(guān)鍵斷面的逐步遞進(jìn)方法自動獲取斷面，該方法包括以下步驟1)拓?fù)渌阉饕约皬S站分類利用拓?fù)渌阉鹘㈦娋W(wǎng)中廠站之間的連接關(guān)系，并將廠站作為頂點(diǎn)，輸電線路作為邊組成網(wǎng)絡(luò)N，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)N將廠站分為環(huán)上廠站和非環(huán)上廠站兩類，環(huán)上廠站為能與其他廠站連接形成環(huán)的廠站；2)獲得廠站間的電氣距離利用支路追加法生成網(wǎng)絡(luò)N的阻抗矩陣Z，將網(wǎng)絡(luò)N中任意兩個(gè)廠站i、j組成的廠站對的自阻抗Zii，jj作為這兩個(gè)廠站之間的電氣距離Dij，則Dij用式(1)表示 <mrow><msub> <mi>D</mi> <mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>Z</mi> <mrow><mi>ij</mi><mo>,</mo><mi>ij</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><msubsup> <mi>M</mi> <mi>ij</mi> <mi>T</mi></msubsup><msub> <mi>ZM</mi> <mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>Z</mi> <mi>ii</mi></msub><mo>+</mo><msub> <mi>Z</mi> <mi>jj</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mrow><mn>2</mn><mi>Z</mi> </mrow> <mi>ij</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中Zii、Zjj、Zij是阻抗矩陣Z中對應(yīng)的元素，設(shè)阻抗矩陣Z的階數(shù)為n，n為網(wǎng)絡(luò)N中廠站的個(gè)數(shù)，則Mij是一個(gè)n×1的列向量，在第i、j行分別取1和 1，其余位置取0；3)對網(wǎng)絡(luò)N進(jìn)行電氣分區(qū)并根據(jù)電氣距離對每個(gè)廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行調(diào)整；4)根據(jù)圖論對調(diào)整后的電氣分區(qū)獲取初始斷面；5)利用初始斷面有功潮流流向以及初始斷面內(nèi)支路之間的聯(lián)系緊密程度兩方面約束對獲取的初始斷面進(jìn)行篩選，得到輸電斷面；6)根據(jù)步驟5)得到的輸電斷面獲取關(guān)鍵斷面判斷輸電斷面的安全裕度是否滿足式(5)，若滿足，將該輸電斷面為關(guān)鍵斷面，Msec＝1 Psec/Psmax＞Mmin(5)其中，Psec為斷面?zhèn)鬏數(shù)墓β?，Psmax為斷面的功率傳輸極限，采用連續(xù)潮流法計(jì)算N 1穩(wěn)定約束下的斷面悲觀極限作為斷面?zhèn)鬏敇O限，每一步連續(xù)潮流的計(jì)算時(shí)都判斷系統(tǒng)的N 1暫態(tài)穩(wěn)定性，Mmin為閾值，取值范圍為0.3～0.5。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括3-1)按照網(wǎng)絡(luò)N中廠站的地理分布將網(wǎng)絡(luò)N劃分成多個(gè)電氣分區(qū)；3-2)對網(wǎng)絡(luò)N中所有廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行初步調(diào)整如果非環(huán)上的廠站與所連接的環(huán) 上廠站的電氣分區(qū)不同，則將該非環(huán)上的廠站置于所連接的環(huán)上廠站的電氣分區(qū)中；對于 環(huán)上的廠站，如果與該廠站連接的其他環(huán)上廠站都位于同一個(gè)電氣分區(qū)A中，而該廠站不 位于電氣分區(qū)A中，則將該廠站置于電氣分區(qū)A中；3-3)將同其他電氣分區(qū)內(nèi)的廠站連接的廠站作為邊界廠站，并將所有的邊界廠站組成 集合Sb，利用式(2)計(jì)算Sb內(nèi)每一個(gè)廠站Pb到該廠站Pb所在電氣分區(qū)的距離Dtl，利用式(3) 計(jì)算廠站Pb到所該廠站所連接電氣分區(qū)的電氣距離Db(b e Spb)，其中Spb為廠站Pb所連接 的電氣分區(qū)的集合；A=-1T Σ dM'^ζ ⑵nZ ~1nb式(2)、(3)中ζ是廠站Pb所在的電氣分區(qū)，b是廠站Pb所連接的一個(gè)電氣分區(qū)，nz、nb 分別是電氣分區(qū)z、b包含的廠站個(gè)數(shù)，An是廠站j、Pb之間的電氣距離；(3-4)根據(jù)電氣距離對Sb內(nèi)每個(gè)廠站的電氣分區(qū)進(jìn)行調(diào)整對于Sb內(nèi)的一個(gè)廠站Pb，若 對于任意的i e Spb, D0 < Db恒成立，則廠站Pb的電氣分區(qū)不需要調(diào)整；否則將該廠站Pb置 于與該廠站電氣距離最近的電氣分區(qū)中；重復(fù)步驟3-2) ,3-3)、3-4)，直至Sb中所有廠站的 電氣分區(qū)均不需要調(diào)整。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟4)具體包括(4-1)根據(jù)圖論，以步驟3)調(diào)整后的電氣分區(qū)的集合為頂點(diǎn)集V，以各電氣分區(qū)之間輸 電線路的集合為邊，組成邊集E，建立圖G (V，E)；(4-2)對圖G(V，E)上的頂點(diǎn)進(jìn)行分類，分為環(huán)上頂點(diǎn)和非環(huán)上頂點(diǎn)兩類，首先將非環(huán)上 頂點(diǎn)與環(huán)上頂點(diǎn)間的邊作為最小割集，之后從圖G(V，E)中刪除該非環(huán)上頂點(diǎn)；(4-3)對于環(huán)上的頂點(diǎn)組成的頂點(diǎn)集V。，建立圖G (V。)，遍歷將頂點(diǎn)集V。分為\、\兩個(gè) 頂點(diǎn)集的所有情況，頂點(diǎn)集Wi足條件=0，V1 U V2 = V。，并分別建立子圖G(V1)、 G(V2),若子圖G(V1)J(V2)均為連通圖，則圖G(V。)上頂點(diǎn)集Vp %之間的邊為電網(wǎng)的一個(gè) 最小割集；(4-4)將步驟4-2)、4-3)中得到的所有最小割集作為電網(wǎng)的初始斷面。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟5)具體包括5-1)判斷構(gòu)成初始斷面的輸電線路的有功潮流方向是否一致，若不一致，將該初始斷 面排除；5-2)判斷構(gòu)成初始斷面的輸電線路相互之間的開斷分布因子是否滿足式(4)，若不滿 足，將該初始斷面排除，IU而式中Dlri是線路1斷開以后其上功率轉(zhuǎn)移到線路k上的比例，Dmin為閾值，取值范圍為 0. 1 0. 3，xk, X1是線路k、1的電抗，X1^ Xlri分別是利用直流潮流模型的阻抗矩陣得到的 線路1兩端的自阻抗和線路1兩端關(guān)于線路k兩端的互阻抗。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于電氣分區(qū)的關(guān)鍵斷面自動獲取方法，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括利用拓?fù)渌阉鹘㈦娋W(wǎng)中廠站之間的連接關(guān)系，并將廠站作為頂點(diǎn)，輸電線路作為邊組成網(wǎng)絡(luò)N；利用支路追加法生成網(wǎng)絡(luò)N的阻抗矩陣Z，獲得廠站間的電氣距離；按照網(wǎng)絡(luò)N中廠站的地理分布將網(wǎng)絡(luò)N劃分成多個(gè)電氣分區(qū)并進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)圖論獲取初始斷面；對初始斷面進(jìn)行篩選，得到輸電斷面；判斷輸電斷面的安全裕度得到關(guān)鍵斷面。這種斷面自動獲取方法能夠更好的適應(yīng)日益多變的電網(wǎng)運(yùn)行方式，為精細(xì)規(guī)則的在線制定提供了更加準(zhǔn)確的輸電斷面，提高了精細(xì)規(guī)則的精細(xì)化程度和在線適應(yīng)能力。
文檔編號H02J3/00GK101976842SQ20101052376
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者吳文傳, 孫宏斌, 張伯明, 趙峰, 郭慶來 申請人:清華大學(xué)