[发明专利]一种基于剖分理论的电网运行风险分析方法

说明书

本发明公开了一种基于剖分理论的电网运行风险分析方法，利用发电机和负荷之间电气剖分信息，对无权拓扑模型下的线路进行加权，形成加权电网拓扑模型，确定支路脆弱性指标，识别电力系统关键环节，反映发电机和负荷节点对之间功率传输对线路的利用情况，并量化这种利用情况与支路传输功率极限的关系，进行电网运行风险分析。本发明较好的反应某运行状态下发电机和负荷对之间的电气供求关系，可以量化这种情况与支路传输功率极限的关系。

技术领域

本发明涉及一种基于剖分理论的电网运行风险分析方法。

背景技术

近年来，国内外相继发生了多起造成严重后果的电网大停电事故，因此，电力系统的运行风险分析成为重要的研究课题。统计数据表明，大停电事故一般由个别元件故障开始并最终导致全系统崩溃，而其中极少数具有长程连接的线路往往起到推波助澜的作用。

因此如何定义支路脆弱性指标寻找这些关键性线路，或称“脆弱线路”,可以为预防和控制电力系统的连锁故障提供理论依据。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于剖分理论的电网运行风险分析方法，本发明基于电力系统双向剖分理论，提出一种利用发电机和负荷之间电气剖分信息，确定支路脆弱性指标，识别电力系统关键环节的方法。该方法能够真实的反映发电机和负荷节点对之间功率传输对线路的利用情况，并量化这种利用情况与支路传输功率极限的关系。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于剖分理论的电网运行风险分析方法，利用发电机和负荷之间电气剖分信息，对无权拓扑模型下的线路进行加权，形成加权电网拓扑模型，确定支路脆弱性指标，识别电力系统关键环节，反映发电机和负荷节点对之间功率传输对线路的利用情况，并量化这种利用情况与支路传输功率极限的关系，进行电网运行风险分析。

一种基于剖分理论的电网运行风险分析方法，具体包括以下步骤：

(1)将电网中的潮流以通信网络中的信号流的形式按最短路径在发电机—负荷节点对间传输，定义线路的加权线路介数；

(2)对线路加权介数进行修正，根据修正后的线路加权介数定义线路的支路有向电气介数；

(3)基于复杂网络理论的最大流方法定义评价网络中支路的脆弱性评价指标，以进行电网运行风险分析。

所述步骤(1)中，对无权拓扑模型下的线路进行加权，形成加权电网拓扑模型，在加权拓扑模型中，认为电网中的潮流像通信网络中的信号流那样按最短路径在发电机—负荷节点对间传输，据此定义线路的加权线路介数。

所述步骤(2)中，将线路的加权介数修正为与该线路始末端相连接的所有线路的加权介数的最大值后，将加权线路介数与节点的负荷经济因子相乘，得到修正的加权线路介数。

所述步骤(2)中，根据各负荷节点所带负荷的大小、发电机节点所带的发电机的出力大小以及假设在发电机节点到负荷节点的传输路径上注入单位的电流值后线路上流过的电流值，确定线路的电气介数。

所述步骤(2)中，根据发电机的有功功率、发电机向负荷传输的功率在线路上的分量和发电机向负荷传输的功率，确定支路有向电气介数。

所述步骤(3)中，基于复杂网络理论的最大流方法定义评价网络中支路的脆弱性评价指标为

式中：C_ij为支路ij的支路脆弱性评价指标；为发电机节点u向负荷节点v传递功率时流经支路ij的流；为发电机节点u—负荷节点v之间的最大流。

针对于发电机至负荷的传输路径链定义功率传输容量，以表示功率从发电机节点注入，负荷节点流出时，线路在所有传输路径链中的最小传输极限。