一種受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其是涉及一種受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分層分區(qū)運行是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，研宄受端電網(wǎng)的分層分區(qū)運行方案，不僅 可以保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，還可創(chuàng)造可觀的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益。
[0003] 目前國內(nèi)研宄有關(guān)電網(wǎng)分層分區(qū)的理論方法較少，而與電網(wǎng)分區(qū)有關(guān)理論方法主 要源于20世紀(jì)70年代法國電力公司（EDF)提出的一種三級電壓控制模式，該模式已在多 個國家的電網(wǎng)中得到應(yīng)用。其中，合理的電壓控制區(qū)域劃分是三級控制模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分 區(qū)后的各子區(qū)域能夠獨立進行電壓控制，從而大大提高系統(tǒng)控制的魯棒性。
[0004] 國外學(xué)者最早通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用電氣距離的思想進行電壓控制分區(qū)。在此基礎(chǔ) 上，張伯明教授采用向上分級歸類法，提出了一種基于專家知識的系統(tǒng)電壓控制分區(qū)方法， 開創(chuàng)了國內(nèi)電壓控制分區(qū)研宄的先河。近年來，隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的不斷普及，通過該理論 開展的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解析成為當(dāng)前電力研宄的熱點之一?，F(xiàn)有技術(shù)有針對系統(tǒng)無功網(wǎng)絡(luò)的 強區(qū)域解耦性特點，利用社區(qū)網(wǎng)絡(luò)挖掘法實現(xiàn)了電壓控制分區(qū)，也有采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中 的"分裂"和"凝聚" 2部算法，以模塊度為指標(biāo)確定最優(yōu)分區(qū)數(shù)。
[0005] 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中，大部分社團劃分算法具有較高的時間復(fù)雜度，且需要一些先決 條件才能獲取劃分結(jié)果，如分區(qū)數(shù)等相關(guān)信息。因此，尋找一種快速有效的社團劃分算法至 關(guān)重要。同時，上述現(xiàn)有的分區(qū)方法只能保證分區(qū)后區(qū)域內(nèi)節(jié)點對電壓控制具有較高的靈 敏度，不能完全保證分區(qū)后系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性，有必要研宄一種多指標(biāo)綜合評價方法， 健全受端電網(wǎng)分層分區(qū)體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種拓?fù)淠Ｐ秃唵巍?算法速度快、結(jié)果可靠性高的受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0008] 一種受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，該方法包括以下步驟：
[0009] 1)基于Normal矩陣譜平分法獲取受端電網(wǎng)初始分區(qū)方案組，該初始分區(qū)方案組 中包含m個分區(qū)方案；
[0010] 2)建立分層分區(qū)方案評價模型，該評價模型中包含η個評價指標(biāo)；
[0011] 3)計算初始分區(qū)方案組中各分區(qū)方案所對應(yīng)的評價指標(biāo)值，形成各分區(qū)方案的比 較數(shù)列：x (k) = [X1 (k)，x2 (k)，· · ·，Xi (k) ]，i = 1，2, · · ·，m，k = 1，2, · · ·，η，并對其進行無 量綱化處理；
[0012] 4)對無量綱化處理后的比較數(shù)列進行灰色關(guān)聯(lián)度和灰色關(guān)聯(lián)序分析，獲取比較數(shù) 列的GRG系數(shù)為ξ Μ(1〇和各評價指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重
[0013] 5)采用層次分析法獲得各評價指標(biāo)的AHP權(quán)值wa i;
[0014] 6)根據(jù)步驟4)和5)獲得的灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重和AHP權(quán)值計算各分區(qū)方案的總體灰色 關(guān)聯(lián)度r k:
【主權(quán)項】
1. 一種受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 1) 基于Normal矩陣譜平分法獲取受端電網(wǎng)初始分區(qū)方案組，該初始分區(qū)方案組中包 含m個分區(qū)方案； 2) 建立分層分區(qū)方案評價模型，該評價模型中包含η個評價指標(biāo)； 3) 計算初始分區(qū)方案組中各分區(qū)方案所對應(yīng)的評價指標(biāo)值，形成各分區(qū)方案的比較數(shù) 列：x (k) = [X1 (k)，x2 (k)，· · ·，Xi (k) ]，i = 1，2, · · ·，m，k = 1，2, · · ·，η，并對其進行無量綱 化處理； 4) 對無量綱化處理后的比較數(shù)列進行灰色關(guān)聯(lián)度和灰色關(guān)聯(lián)序分析，獲取比較數(shù)列的 GRG系數(shù)為ξΜ(1〇和各評價指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重 5) 采用層次分析法獲得各評價指標(biāo)的AHP權(quán)值wa i; 6) 根據(jù)步驟4)和5)獲得的灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重和AHP權(quán)值計算各分區(qū)方案的總體灰色關(guān)聯(lián) 度rk:
7) 將總體灰色關(guān)聯(lián)度rk最大的分區(qū)方案作為最優(yōu)分區(qū)方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，其特征在于，所述步 驟1)中，基于Normal矩陣譜平分法獲取受端電網(wǎng)初始分區(qū)方案組具體為： 101) 建立受端電網(wǎng)分層分區(qū)拓?fù)淠Ｐ停?br>式中，Xij為節(jié)點i與節(jié)點j之間的電抗，i = 1，. . .，s，j = 1，. . .，s，s為受端電網(wǎng)的 節(jié)點總數(shù)； 102) 計算步驟101)中拓?fù)淠Ｐ偷腘ormal矩陣：
式中，K為對角陣，其元素 kn為拓?fù)淠Ｐ虯中各節(jié)點的度； 103) 根據(jù)Normal矩陣的特征向量，采用K-means聚類方法進行循環(huán)計算，獲取設(shè)定的 每種分區(qū)數(shù)下的平均模塊度Q :
式中，πι"、π^為P*P維矩陣M的元素，P為分區(qū)數(shù)，m "為第i個分區(qū)的支路在所有支路 中的比例，Hlij為電網(wǎng)中連接第i和第j個分區(qū)的支路在所有支路中的比例； 104) 將平均模塊度Q最大的分區(qū)數(shù)作為最優(yōu)分區(qū)數(shù)； 105) 對最優(yōu)分區(qū)數(shù)中的各分區(qū)方案進行校核，將校核后的分區(qū)方案作為初始分區(qū)方案 組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，其特征在于，所述步 驟105)中，對最優(yōu)分區(qū)數(shù)中的各分區(qū)方案進行校核具體為： a) 計算各分區(qū)方案中每一分區(qū)i的無功儲備量指標(biāo)：
其中，Qei為分區(qū)i的總無功儲備，Qu為分區(qū)i內(nèi)負(fù)荷發(fā)出的無功； b) 判斷每一分區(qū)i的無功儲備量指標(biāo)1是否大于15%，若是，則結(jié)束，若否，則調(diào)整 分區(qū)方案，返回步驟a)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，其特征在于，所述步 驟2)中，分層分區(qū)方案評價模型中的評價指標(biāo)包括成本型指標(biāo)和效率型指標(biāo)，所述成本型 指標(biāo)包括電壓損耗、電壓偏移率、線損率、分區(qū)短路電流水平和電力電量平衡度，所述效率 型指標(biāo)包括N-I通過率、電壓穩(wěn)定性、功角穩(wěn)定性和發(fā)電廠利用率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，其特征在于，所述步 驟3)中，對各分區(qū)方案的比較數(shù)列進行無量綱化處理具體為： 301) 選取所有分區(qū)方案中評價指標(biāo)的最大值或最小值組成參考數(shù)列，其中，效率型指 標(biāo)選取最大值，成本型指標(biāo)選取最小值； 302) 通過極值化法，將各分區(qū)方案的比較數(shù)列無量綱化處理：
其中，x#(k)為無量綱化處理后的比較數(shù)列，(幻為第k個方案中成本型指標(biāo)無量綱化 值，為第k個方案中效率型指標(biāo)無量綱化值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，其特征在于，所述步 驟4)中，對無量綱化處理后的比較數(shù)列進行灰色關(guān)聯(lián)度和灰色關(guān)聯(lián)序分析具體為： 401) 計算無量綱化處理后的比較數(shù)列的GRG系數(shù)為ξΜ(1〇 :
402) 設(shè)γΜ為第i個GRG系數(shù)在第k個方案中的平均值，則有灰色關(guān)聯(lián)樣本標(biāo)準(zhǔn)差
貝丨J GRO系數(shù)為< r〇, +\,; 403) 計算灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重wM:
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種受端電網(wǎng)最優(yōu)分層分區(qū)方案獲取方法，該方法包括以下步驟：1)基于Normal矩陣譜平分法獲取受端電網(wǎng)初始分區(qū)方案組；2)建立分層分區(qū)方案評價模型；3)計算初始分區(qū)方案組中各分區(qū)方案所對應(yīng)的評價指標(biāo)值，形成各分區(qū)方案的比較數(shù)列，并對其進行無量綱化處理；4)獲取比較數(shù)列的GRG系數(shù)為ξ0i(k)和各評價指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重wβi；5)采用層次分析法獲得各評價指標(biāo)的AHP權(quán)值wαi；6)根據(jù)步驟4)和5)獲得的灰色關(guān)聯(lián)權(quán)重和AHP權(quán)值計算各分區(qū)方案的總體灰色關(guān)聯(lián)度rk；7)將總體灰色關(guān)聯(lián)度rk最大的分區(qū)方案作為最優(yōu)分區(qū)方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有拓?fù)淠Ｐ秃唵?、算法速度快、結(jié)果可靠性高等優(yōu)點。
【IPC分類】G06Q10-04, G06Q50-06
【公開號】CN104680262
【申請?zhí)枴緾N201510119447
【發(fā)明人】王紫雷, 許剛, 宋曉旭
【申請人】國網(wǎng)上海市電力公司, 國網(wǎng)上海電力設(shè)計有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月18日