用于确定电网分区数量以及电网分区的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定电网分区数量以及电网分区的方法和系统，其中所述用于确定电网分区数量的方法包括：计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势；获取各个非电源节点的与所述非电源节点直接相连的非电源节点的集合；确定所述非电源节点中的势值局部最大节点，所述势值局部最大节点的势值大于所有与该节点直接相连的非电源节点的势值；确定电网分区的数量，所述电网分区的数量为所述势值局部最大节点的数量。随后，即可以根据所述势值局部最大节点确定分区内部节点和分区边界节点；确定分区边界节点的归属，从而实现了电网自动分区，无需额外的人工辅助分析，并且能够实时跟踪电网结构的变化，自动调整分区结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网供电
，具体涉及一种用于确定电网分区数量以及电网分区的方法和系统。
技术介绍
电能需求与一次能源在地域分布上的不均衡，促使现代电力工业朝着跨地区甚至跨国家互联的方向发展。电网的互联可以有效地利用分散的资源，提高系统运行的可靠性；但同时也使得系统的规模越来越大，结构越来越复杂，对电网运行安全的监控与分析计算也越发的困难。电网互联是通过少量的输电线路将若干个区域电网连接成一个大电网，区域电网之间的联系相对薄弱，区域内容的扰动或故障极少波及到区域外部。因此，将互联的大规模电网划分为若干个区域来进行运行安全的分析计算与监视控制，是可行的也是十分必要的，可以提高分析计算的效率，降低运行监控的复杂度。电网分区在电力系统的运行管理中具有十分广泛的需求。长期以来，运行人员多依据行政区划结合自身长期积累起来的经验，对电网进行分区，但是这种方式缺乏对运行方式的及时应变并且过于依赖人员经验。虽然例如申请号为CN201310112944.3和申请号为CN201310558491.7的中国专利申请已经提出了一些电网分区方法来减少对人员经验的依赖，但这些方法对分区数量的确定仍然需要人工辅助信息。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的电网分区方法不能自动确定分区数量的问题。为此目的，本专利技术提出了一种用于确定电网分区数量的方法，包括：计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势；获取各个非电源节点的与所述非电源节点直接相连的非电源节点的集合；确定所述非电源节点中的势值局部最大节点，所述势值局部最大节点的势值大于所有与该节点直接相连的非电源节点的势值；确定电网分区的数量，所述电网分区的数量为所述势值局部最大节点的数量。优选地，所述计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势，包括：获取非电源节点的导纳矩阵；根据所述非电源节点的导纳矩阵求取负荷电流等效因子矩阵，所述负荷电流等效因子矩阵为所述非电源节点的导纳矩阵的逆矩阵的各行除以各自的对角元所得到的矩阵；根据所述负荷电流等效因子矩阵求取各个非电源节点的负荷电流虚拟势，各个所述负荷电流虚拟势分别为所述负荷电流等效因子矩阵对应行的各列之和。本专利技术还提出了一种电网分区方法，包括：根据上述用于确定电网分区数量的方法确定电网分区的数量；根据所述势值局部最大节点确定分区内部节点和分区边界节点；确定分区边界节点的归属。优选地，所述根据所述势值局部最大节点确定分区内部节点和分区边界节点，包括：以各个所述势值局部最大节点为根节点，沿势值下降方向遍历各非电源节点，并对各非电源节点标记分区号，回退条件为节点无势值下降方向或节点所标记的分区号与当前分区号相同；将仅标记有一个分区号的非电源节点作为所标记分区的内部节点，将标记有多个分区号的非电源节点作为边界节点。优选地，所述确定分区边界节点的归属，包括：计算各个边界节点与其所标记分区号的分区内所有非电源节点之间的等值阻抗的均值；将边界节点划入到所计算的等值阻抗的均值最大所对应的分区中。本专利技术进一步提出了一种用于确定电网分区数量的系统，包括：负荷电流虚拟势生成单元，用于计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势；节点集合获取单元，用于获取各个非电源节点的与所述非电源节点直接相连的非电源节点的集合；势值局部最大节点确定单元，用于确定所述非电源节点中的势值局部最大节点，所述势值局部最大节点的势值大于所有与该节点直接相连的非电源节点的势值；电网分区数量确定单元，用于确定电网分区的数量，所述电网分区的数量为所述势值局部最大节点的数量。优选地，所述负荷电流虚拟势生成单元包括：导纳矩阵获取模块，用于获取非电源节点的导纳矩阵；负荷电流等效因子矩阵获取模块，用于根据所述非电源节点的导纳矩阵求取负荷电流等效因子矩阵，所述负荷电流等效因子矩阵为所述非电源节点的导纳矩阵的逆矩阵的各行除以各自的对角元所得到的矩阵；负荷电流虚拟势获取模块，用于根据所述负荷电流等效因子矩阵求取各个非电源节点的负荷电流虚拟势，各个所述负荷电流虚拟势分别为所述负荷电流等效因子矩阵对应行的各列之和。本专利技术还提出了一种电网分区系统，包括：上述用于确定电网分区数量的系统；节点标定单元，用于根据所述势值局部最大节点确定分区内部节点和分区边界节点；边界节点归属确定单元，用于确定分区边界节点的归属。优选地，所述节点标定单元包括：遍历模块，用于以各个所述势值局部最大节点为根节点，沿势值下降方向遍历各非电源节点，并对各非电源节点标记分区号，回退条件为节点无势值下降方向或节点所标记的分区号与当前分区号相同；节点区分模块，用于将仅标记有一个分区号的节点作为所标记分区的内部节点，将标记有多个分区号的非电源节点作为边界节点。优选地，所述边界节点归属确定单元包括：等值阻抗均值计算模块，用于计算各个边界节点与其所标记分区号的分区内所有非电源节点之间的等值阻抗的均值；边界节点划分模块，用于将边界节点划入到所计算的等值阻抗的均值最大所对应的分区中。本专利技术所公开的技术方案计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势，以势值的大小来衡量各个非电源节点间联系的紧密程度，将分区看作为势值由中心向边界辐射衰减的连通区域，通过确定非电源节点中的势值局部最大节点的数量来确定电网分区的数量，克服了现有方案中无法自动确定分区数量的不足，进而通过遍历各个分区的非电源节点并确定分区边界节点的归属，搜索被势值低洼区所分割的高势值连通区来实现对电网的自动分区，本专利技术所公开的技术方案能够实时跟踪电网结构的变化，自动调整分区结果。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出根据本专利技术实施例的用于确定电网分区数量的方法的流程图；图2示出了根据本专利技术实施例的计算电网中各个节点的负荷电流虚拟势的流程图；图3示出了IEEE39节点系统的示意图；图4示出了根据本专利技术实施例的电网分区方法的流程图；图5示出了根据本专利技术另一实施例的用于确定电网分区数量的系统的示意图；图6示出了根据本专利技术另一实施例的电网分区系统的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的实施例进行详细描述。图1示出了根据本专利技术实施例的用于确定电网分区数量的方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：S11：计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势；S12：获取各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定电网分区数量的方法，其特征在于，包括：计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势；获取各个非电源节点的与所述非电源节点直接相连的非电源节点的集合；确定所述非电源节点中的势值局部最大节点，所述势值局部最大节点的势值大于所有与该节点直接相连的非电源节点的势值；确定电网分区的数量，所述电网分区的数量为所述势值局部最大节点的数量。

【技术特征摘要】
1.一种用于确定电网分区数量的方法，其特征在于，包括：
计算电网中各个非电源节点的负荷电流虚拟势；
获取各个非电源节点的与所述非电源节点直接相连的非电源节点的集
合；
确定所述非电源节点中的势值局部最大节点，所述势值局部最大节点的
势值大于所有与该节点直接相连的非电源节点的势值；
确定电网分区的数量，所述电网分区的数量为所述势值局部最大节点的
数量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算电网中各个非电源
节点的负荷电流虚拟势，包括：
获取非电源节点的导纳矩阵；
根据所述非电源节点的导纳矩阵求取负荷电流等效因子矩阵，所述负荷
电流等效因子矩阵为所述非电源节点的导纳矩阵的逆矩阵的各行除以各自的
对角元所得到的矩阵；
根据所述负荷电流等效因子矩阵求取各个非电源节点的负荷电流虚拟
势，各个所述负荷电流虚拟势分别为所述负荷电流等效因子矩阵对应行的各
列之和。
3.一种电网分区方法，其特征在于，包括：
根据权利要求1或2所述的方法确定电网分区的数量；
根据所述势值局部最大节点确定分区内部节点和分区边界节点；
确定分区边界节点的归属。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述势值局部最大
节点确定分区内部节点和分区边界节点，包括：
以各个所述势值局部最大节点为根节点，沿势值下降方向遍历各非电源
节点，并对各非电源节点标记分区号，回退条件为节点无势值下降方向或节
点所标记的分区号与当前分区号相同；
将仅标记有一个分区号的非电源节点作为所标记分区的内部节点，将标
记有多个分区号的非电源节点作为边界节点。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述确定分区边界节点
的归属，包括：
计算各个边界节点与其所标记分区号的分区内所有非电源节点之间的等
值阻抗的均值；
将边界节点划入到所计算的等值阻抗的均值最大所对应的分区中。
6.一种用于确定电网分区数量的系统，其特征在于，包括：
负荷电流虚拟势生成单元，用于计算电网中各个非电源节点的负荷电流
虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：许立雄，刘剑，刘俊勇，刘洋，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51