【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电网混合分区，特别是极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法及系统。
技术介绍
1、在风、光等可再生能源规模化地接入电网的大背景下，电力系统正形成高比例新能源和高比例电力电子设备(即“双高”)的新型特征，惯量和调频能力以及抗扰性逐渐减弱。在台风、地震、雪灾等极端事件下，高比例新能源电力系统面临着巨大的威胁，极端事件下电网分区运行是一种合适的解决方案。
2、目前有一些专利涉及到电力系统分区的方案。专利cn201911152468.1公开了一种提升区域电网分区新能源运行可靠性的方法，提出了在分区模式下以系统安全约束下的电力电量平衡对新能源承载能力各指标进行灵敏性分析，在调度周期内确定各因素合理变化区间，针对各个不同的影响新能源承载能力关键因素分别进行在其变化区间内的灵敏性计算分析，根据分析结果找出区域电网分区新能源运行中的薄弱环节并针对薄弱环节进行调整。专利cn201811609190.1能够为分区运行的电网提供分区稳定性评估指标，筛选出对电网稳定性影响最大的区域，对于不同电压等级下分层分区运行电网区域稳定性研究及电网规划、运行决策以及事故处理等具有一定的意义。然而，此方法针对稳态或一般故障下稳定性指标以及电力电量平衡指标，没有考虑到台风、雪灾、地震等极端事件或工况，不利于应对极端事件下的安全稳定运行。因此，早期专利往往关注一般性事故或扰动，对极端事件难以适用。
3、随着风、光等可再生能源规模化地接入电网，电力系统正形成高比例新能源和高比例电力电子设备的新型特征，惯量和调频能力以及抗扰性
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的问题是：如何解决极端事件下电网分区运行的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，包括，采集电力网格的潮流信息，利用电力网络的潮流信息构建电力网络无向图，通过拉普拉斯矩阵和特征向量计算得到初始改进分区；基于初始改进分区结果，通过邻域搜索算法优化分区；对功率失衡小的分区进行发电机和负荷调整；通过超限判定和功率调整，进一步优化分区，确定极端事件下的最优分区运行方案。
4、作为本专利技术所述极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的一种优选方案，其中：所述电力网格的潮流信息包括有功功率、无功功率、线路电压及线路电流；所述电力网络无向图包括，利用电力网络的潮流，以有功功率除以线路阻抗的绝对值替代有功功率绝对值为权重指标，构建电力网络无向图；所述权重指标表示为：
5、
6、其中，wij为线路i到j上的权重指标，pij为线路i到j上的有功功率，zij为线路i到j上的阻抗。
7、作为本专利技术所述极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的一种优选方案，其中：所述初始改进分区包括，将电力网络无向图输入至拉普拉斯矩阵子模块，经过计算，得到拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量，将拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量输入至分区向量构建子模块，通过算法计算和归类，得到初始改进分区；所述拉普拉斯矩阵包括，拉普拉斯矩阵子模块基于电力网络无向图，计算邻接矩阵和对角矩阵，得到拉普拉斯矩阵，经过特征值运算得出拉普拉斯矩阵的特征值及对应的特征向量；所述邻接矩阵包括，对于电力网络无向图，邻接矩阵a的元素为aij，若节点i与节点j直接相连，则aij＝wij，若节点i与节点j不直接相连，则aij＝0，对于所有i，aii＝0；所述对角矩阵的对角元素表示为：
8、
9、非对角元素dij＝0(i≠j)；所述拉普拉斯矩阵表示为：
10、l＝d-a
11、其中，l为拉普拉斯矩阵，d为对角矩阵，a为邻接矩阵；经过特征值运算得出拉普拉斯矩阵的特征值λ及对应的特征向量
12、作为本专利技术所述极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的一种优选方案，其中：所述算法计算和归类包括，分区向量构建子模块由拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量组成矩阵v，使矩阵v与矩阵v的转置矩阵相乘得到对称矩阵b，构建对角矩阵m(x)，对角矩阵m(x)每行元素是v矩阵对应行向量的模的倒数，对称矩阵b同时左乘和右乘对角矩阵m(x)，得到分区矩阵y，根据分区矩阵y，进行分区向量构建，计算分区矩阵y不同向量的夹角，根据计算结果的余弦值对无向图的端点进行处理和归类，得到初始改进分区，表示为：
13、
14、b＝vvt
15、
16、y＝m(x)bm(x)
17、
18、其中，n为电力网络无向图节点的数量，yi为分区矩阵y的第i行，yj为分区矩阵y的第j行，θij为分区矩阵y不同向量的夹角，·为向量的点乘；设置余弦阈值，若cos(θij)大于余弦阈值，则两个节点划分到同一分区，若cos(θij)小于余弦阈值，则两个节点划分到不同分区，对所有节点进行处理和归类，得到初始改进分区。
19、作为本专利技术所述极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的一种优选方案，其中：所述优化分区包括，初始改进分区输入至断开线路分组子模块，通过对断开线路的计算和搜索，得到断开线路对应的分组，将断开线路对应的分组输入至分区构建子模块，经过处理，得到新的分区，将新的分区输入至功率判定子模块，经过计算和比较，得到功率失衡小的分区和功率失衡大的分区，将功率失衡大的分区输入至分区构建子模块，再次进行分区构建；所述断开线路分组子模块根据初始改进分区求出对应的断开线路，每一条断开线路对应一个分组，然后在每一条线路的故障节点附近搜索，逐渐由近及远地进行分析处理，形成新的分组，得到断开线路对应的分组；所述分区构建子模块对断开线路对应的分组进行并列，形成线路集合并进行处理，得到新的分区；所述功率判定子模块考虑有功功率的方向，计算新的分区与初始改进分区的失衡功率，保留比初始改进分区失衡小的分区，而功率失衡大的分区输送至分区构建子模块进行新的分区构建，表示为：
20、p失衡,k＝∑p发,k-∑p负,k
21、其中，p失衡,k为失衡功率，p发,k为分区k内所有发电机的有功功率总和，p负,k为分区k内所有负载的有功功率需求总和。
22、作为本专利技术所述极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的一种优选方案，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述电力网格的潮流信息包括有功功率、无功功率、线路电压及线路电流；
3.如权利要求2所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述初始改进分区包括，将电力网络无向图输入至拉普拉斯矩阵子模块，经过计算，得到拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量，将拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量输入至分区向量构建子模块，通过算法计算和归类，得到初始改进分区；
4.如权利要求3所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述算法计算和归类包括，分区向量构建子模块由拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量组成矩阵V，使矩阵V与矩阵V的转置矩阵相乘得到对称矩阵B，构建对角矩阵M(x)，对角矩阵M(x)每行元素是V矩阵对应行向量的模的倒数，对称矩阵B同时左乘和右乘对角矩阵M(x)，得到分区矩阵Y，根据分区矩阵Y，进行分区向量构建，计算分区矩阵Y不同向量的夹角，根据计算结果的余弦值对无向图的端点进行处理和
5.如权利要求4所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述优化分区包括，初始改进分区输入至断开线路分组子模块，通过对断开线路的计算和搜索，得到断开线路对应的分组，将断开线路对应的分组输入至分区构建子模块，经过处理，得到新的分区，将新的分区输入至功率判定子模块，经过计算和比较，得到功率失衡小的分区和功率失衡大的分区，将功率失衡大的分区输入至分区构建子模块，再次进行分区构建；
6.如权利要求5所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述发电机和负荷调整包括，功率失衡小的分区输入至发电机调整子模块，经过从近到远的调整处理，得到发电机调整后的分区结果，表示为，
7.如权利要求6所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述最优分区包括，将潮流稳定的分区结果输入至超限判定子模块，进行潮流计算，根据潮流计算结果判断线路功率是否超过限度，得到功率正常分区结果和功率异常分区结果，将功率异常分区结果输入至功率调整子模块，经过发电机和负荷的简单调整，得到功率调整后的分区结果，将率调整后的分区结果输入至超限判定子模块，再次进行潮流计算和功率是否超过限度的判定，将功率正常分区结果输入至最优分区确定子模块，经过处理和聚类，最终得到极端事件下高比例新能源电网最优分区运行方案；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的系统，其特征在于：包括，改进分区模块、邻域搜索分区模块、负荷削减模块及最优分区计算模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述电力网格的潮流信息包括有功功率、无功功率、线路电压及线路电流；
3.如权利要求2所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述初始改进分区包括，将电力网络无向图输入至拉普拉斯矩阵子模块，经过计算，得到拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量，将拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量输入至分区向量构建子模块，通过算法计算和归类，得到初始改进分区；
4.如权利要求3所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述算法计算和归类包括，分区向量构建子模块由拉普拉斯矩阵特征值对应的特征向量组成矩阵v，使矩阵v与矩阵v的转置矩阵相乘得到对称矩阵b，构建对角矩阵m(x)，对角矩阵m(x)每行元素是v矩阵对应行向量的模的倒数，对称矩阵b同时左乘和右乘对角矩阵m(x)，得到分区矩阵y，根据分区矩阵y，进行分区向量构建，计算分区矩阵y不同向量的夹角，根据计算结果的余弦值对无向图的端点进行处理和归类，得到初始改进分区，表示为，
5.如权利要求4所述的极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法，其特征在于：所述优化分区包括，初始改进分区输入至断开线路分组子模块，通过对断开线路的计算和搜索，得到断开线路对应的分组，将断开线路对应的分组输入至分区构建子模块，经过处理，得到新的分区，将新的分区输入至功率判定子模块，经过计算和比较，得到功率失衡小的分区和功率失衡大的分区，将功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘默斯，孙志媛，李今昭，彭博雅，郑琨，汪昌元，陈立春，张翌晖，蒙宣任，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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