一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，包括：获取电网网络拓扑数据，提取并删除所述电网网络拓扑数据中的桥线路，得到剩余的多个非桥线路；依次求取任意两条非桥线路之间的支路开断分布因子，基于所述支路开断分布因子确定两条非桥线路的潮流转移相关性，以及，根据非桥线路之间的潮流转移相关性构建断面构成关系矩阵；基于所述断面构成关系矩阵建立构造割集断面搜索树，搜索、校验得到割集型关键输电断面集合。本方法通过构建断面构成关系矩阵的方法，并根据断面构成关系矩阵生成割集断面树，即可得到满足电网割集特征的输电断面；无需重复迭代，即可得到具备较为密切的潮流转移相关性的割集型输电断面。性的割集型输电断面。性的割集型输电断面。

【技术实现步骤摘要】
一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法


[0001]本专利技术涉及电网静态稳定性分析识别
，尤其涉及一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法。

技术介绍

[0002]电网的关键输电断面承担着电网两个区域间的电力输送，当关键输电断面内线路发生故障时，潮流将向关键输电断面内线路发生大量转移，引发断面其余线路的重过载。所以，在电网的调度运行中，需对关键输电断面进行搜索与监控。随着新型电力系统的建设，新能源的不确定性将导致电网潮流变化频繁，关键输电断面的数量增多，关键输电断面的搜索结果也受新能源出力的影响较大。因此，实现关键输电断面快速且准确的预先搜索，有利于调度及时采取相应控制措施，保障电网的供电可靠性。
[0003]已有关键输电断面搜索技术普遍采用聚类方法对电网中的节点进行分区，然后在分区联络线中选取具备潮流方向一致性的输电线路割集构成候选输电断面，最后经过重过载校验，筛选得到关键输电断面。此类方法在分区过程中需要对大量的数据进行多次迭代及矩阵运算，时间成本较高。同时，分区质量对搜索效果影响较大，当分区较小时，分区联络线路较多，关键输电断面的搜索计算量较大；当分区较大时，容易遗漏分区内部重过载线路；因此，该聚类方法存在识别准确度不高、效率低下等问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，用于解决现有断面识别方法识别准确度不高、效率低下的问题。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术提出一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，包括：
[0005]获取电网网络拓扑数据，提取并删除所述电网网络拓扑数据中的桥线路，得到剩余的多个非桥线路；
[0006]依次求取任意两条非桥线路之间的支路开断分布因子，基于所述支路开断分布因子确定两条非桥线路的潮流转移相关性，以及，根据非桥线路之间的潮流转移相关性构建断面构成关系矩阵；
[0007]基于所述断面构成关系矩阵建立构造割集断面搜索树，搜索得到第一割集型关键输电断面集合，对所述第一割集型关键输电断面集合进行重过载校验，得到第二割集型关键输电断面集合。
[0008]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：所述提取并删除所述电网拓扑数据中的桥线路，包括：
[0009]将电网网络拓扑数据描述为拓扑结构图；
[0010]依次遍历所述拓扑结构图中的每一条边，判断删除该边后所述拓扑结构图是否失去连通性；若是，则该边为所述拓扑结构图中的桥线路，若否，则该边不是所述拓扑结构图
中的桥线路；
[0011]提取并删除所述拓扑结构图中的桥线路，得到剩余的多个非桥线路。
[0012]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：所述断面构成关系矩阵的行数、列数等于所述剩余的多个非桥线路的线路总数；
[0013]所述根据所述非桥线路之间的潮流转移相关性构建断面构成关系矩阵，包括：
[0014]依次判断任意两条非桥线路的潮流方向是否一致，若否，则将两条线路对应的元素记为第一数值；若是，则判断求得的两条非桥线路的潮流转移相关性是否为相关，若否，则将两条线路对应的元素记为第一数值；若是，将两条非桥线路对应的元素记为第二数值；
[0015]根据各非桥线路间对应的元素数值确定所述断面构成关系矩阵。
[0016]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：基于最短路径搜索方法判断任意两条非桥线路的潮流方向是否一致。
[0017]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：所述基于所述支路开断分布因子确定两条非桥线路的潮流转移相关性，包括：
[0018]判断所述支路开断分布因子是否超过相关性阈值，若是，则认为两条非桥线路潮流转移相关性的为相关；若否，则认为两条非桥线路不相关。
[0019]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：通过下式求取多个所述非桥线路之间的支路开断分布因子：
[0020][0021][0022][0023]式中，D
ij
表示线路i开断后对线路j的支路开断分布因子，取值范围为[
‑
1，1]；式中X
ij
表示线路i所处端口与线路j所处端口节点对间的互阻抗；X
ii
表示线路i所处端口节点间的自阻抗；x
i
和x
j
分别为线路i和线路j的电抗；M
i
和M
j
为列向量，分别表示线路i和线路j的节点
‑
线路关联向量，即在线路的首端节点和末端节点位置元素分别为+1和
‑
1，其余位置元素为0；X为电网的电抗矩阵，是电纳矩阵B的逆。
[0024]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：所述基于所述断面构成关系矩阵建立构造割集断面搜索树，搜索得到割集型关键输电断面集合，包括：
[0025]S301、选择任一非桥线路s作为根节点，将其余非桥线路作为叶子节点；记非桥线路数为n，初始化待生长树枝集合{s，e1}，{s，e2}，...{s，e
n
}；设置最大搜索深度h
max
，开始断面的搜索；
[0026]S302、对待生长树枝集合的任一叶子节点e
i
，进行树枝的生长搜索：在断面构成关系矩阵中搜索e
i
对应的行；将该行中所有第二数值元素的列号对应的线路作为叶子节点e
i
的下一级叶子节点，假设下一级叶子节点共有k个，记为e
i，1
，e
i，2
...，e
i，k
；将每个候选叶子节点加入当前树枝末端，形成一条新的候选树枝，进而将待生长树枝集合扩展为新的树枝集合：
[0027]S303、基于预设的筛选方法对新的树枝集合进行筛选，基于通过筛选的树枝构建
新的树枝集合，对新的树枝集合中的树枝进行割集检测，若树枝通过所述割集检测，则将其加入割集型关键输电断面集合；若否，则将该树枝加入待生长树枝集合；
[0028]S304、对更新得到的待生长树枝集合重复步骤S302～S303，直至满足终止条件时停止搜索树的搜索，得到所述割集型关键输电断面集合。
[0029]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：所述预设的筛选方法包括：重复性检测与潮流方向检测。
[0030]根据一种具体的实施方式，上述基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法中：所述对所述第一割集型关键输电断面集合进行重过载校验，包括：依次对断面线路集中的线路进行断面风险校核，计算该线路相较于其余线路的断面风险系数；基于所得断面风险系数筛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，其特征在于：包括：获取电网网络拓扑数据，提取并删除所述电网网络拓扑数据中的桥线路，得到剩余的多个非桥线路；依次求取任意两条非桥线路之间的支路开断分布因子，基于所述支路开断分布因子确定两条非桥线路的潮流转移相关性，以及，根据非桥线路之间的潮流转移相关性构建断面构成关系矩阵；基于所述断面构成关系矩阵建立构造割集断面搜索树，搜索得到第一割集型关键输电断面集合，对所述第一割集型关键输电断面集合进行重过载校验，得到第二割集型关键输电断面集合。2.如权利要求1所述的基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，其特征在于：所述提取并删除所述电网拓扑数据中的桥线路，包括：将电网网络拓扑数据描述为拓扑结构图；依次遍历所述拓扑结构图中的每一条边，判断删除该边后所述拓扑结构图是否失去连通性；若是，则该边为所述拓扑结构图中的桥线路，若否，则该边不是所述拓扑结构图中的桥线路；提取并删除所述拓扑结构图中的桥线路，得到剩余的多个非桥线路。3.如权利要求1所述的基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，其特征在于：所述断面构成关系矩阵的行数、列数等于所述剩余的多个非桥线路的线路总数；所述根据所述非桥线路之间的潮流转移相关性构建断面构成关系矩阵，包括：依次判断任意两条非桥线路的潮流方向是否一致，若否，则将两条线路对应的元素记为第一数值；若是，则判断求得的两条非桥线路的潮流转移相关性是否为相关，若否，则将两条线路对应的元素记为第一数值；若是，将两条非桥线路对应的元素记为第二数值；根据各非桥线路间对应的元素数值确定所述断面构成关系矩阵。4.如权利要求3所述的基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，其特征在于：基于最短路径搜索方法判断任意两条非桥线路的潮流方向是否一致。5.如权利要求3所述的基于割集断面树的割集型关键输电断面搜索方法，其特征在于：所述基于所述支路开断分布因子确定两条非桥线路的潮流转移相关性，包括：判断所述支路开断分布因子是否超过相关性阈值，若是，则认为两条非桥线路潮流转移相关性的为相关；若否，则认为两条非桥线路不相关。6.如权利要求5所述的基于割集断面树的电网割集型关键输电断面搜索方法，其特征在于：通过下式求取多个所述非桥线路之间的支路开断分布因子：在于：通过下式求取多个所述非桥线路之间的支路开断分布因子：在于：通过下式求取多个所述非桥线路之间的支路开断分布因子：式中，D
ij
表示线路i开断后对线路j的支路开断分布因子，取值范围为[
‑
1,1]；式中X
ij
表示线路i所处端口与线路j所处端口节点对间的互阻抗；X
ii
表示线路i所处端口节点间的自阻抗；x
i
和x
j
分别为线路i和线路j的电抗；...

【专利技术属性】
技术研发人员：向川，陈勇，邢超，奚鑫泽，何鑫，和鹏，何廷一，徐志，彭俊臻，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：