[发明专利]考虑运行可靠性的电网脆弱性评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑运行可靠性的电网脆弱性评估方法，该方法基于超文本主题搜索算法，结合潮流相关性计算电网中元件的枢纽值与权威值，并进一步考虑元件的运行可靠性水平对枢纽值与权威值进行加权，最终计算得到电网脆弱性。本发明采用运行可靠性加权的电网脆弱性评估方法可以有效定位电网的薄弱环节，兼顾了脆弱性评估与可靠性评估的优势，既能反映该元件的故障风险，又能反映该元件故障对余下系统造成的损失，同时分析了电网拓扑链接的可靠性在电力系统运行条件变化过程中的变化程度，实时定位电网薄弱环节与脆弱性环节，可在规划与运行阶段为电网的升级改造提供辅助决策。

技术领域

本发明涉及考虑运行可靠性的电网脆弱性评估方法，属于电力系统可靠性评估与复杂网络脆弱性领域。

背景技术

复杂网络理论是分析电网结构和演化的有效工具。20世纪60年代Erdōs和Rényi共同创立的随机图理论。标志着人们开始了对复杂网络的研究，二人提出的ER随机网络模型也成为了研究复杂网络的基本模型。随后，Watts和Strogatz建立了小世界网络模型，揭示了小世界特性这一在实际网络中存在的重要特性，并说明了少量的随机连接会对网络拓扑结构产生重大的影响。Barabasi和Albert揭示了实际网络的无标度性质，并建立了一个无标度网络模型，揭示了增长和择优机制在复杂系统自组织演化过程中的普遍性。至此，复杂网络理论成为科学研究热点，受到物理学、生物学等学科的广泛关注。通过考虑输电线的阻抗、潮流相关性等因素对拓扑连接进行赋值，突出复杂网络研究与电网的电气特性联系，显著改善了研究效果。基于此得到的电网脆弱性评估结果，可有效定位电网的薄弱环节，即电网中故障后果影响较大的环节。然而，以往根据脆弱性定位的电网薄弱环节往往是电气拓扑中的关键联络环节，这些环节的可靠性往往较高，不易发生故障。

但是，传统的基于复杂网络理论识别脆弱线路的研究更多地从电网拓扑结构的角度出发，忽略了电网物理运行特性的问题。可见，现有的评估电网脆弱性的方法还有待改进。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种考虑运行可靠性的电网脆弱性评估方法，该评估方法结合了复杂网络分析的效率与电力系统运行可靠性评估的实时性，可更为有效地定位电力系统薄弱环节。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种考虑运行可靠性的电网脆弱性评估方法，该方法基于HITS算法，结合潮流相关性计算电网中元件的枢纽值与权威值，并进一步考虑元件的运行可靠性水平，对枢纽值与权威值进行加权，最终计算得到电网脆弱性，具体包括：基于HITS算法进行电网脆弱性评估，得到元件i的电网枢纽值h(i)与权威值a(i)；基于运行可靠性理论，计算元件i的实时停运率；计算元件i的实时可靠度R_i(t)；计算电网脆弱性的可靠性加权值，所述可靠性加权值包括可靠性加权枢纽值h_rw(i)和可靠性加权权威值a_rw(i)。

其中，元件i在此轮迭代中，权威值为所有指向元件i的元件枢纽值之和，采用下式计算：

a_t+1(i)＝∑h_t(j)

元件i的枢纽值为该元件指向的元件的权威值之和，采用下式计算：

h_t+1(i)＝∑a_t(j)

式中，t为迭代次数；j为元件编号；a_t+1(i)为第t+1次迭代中元件i的权威值；h_t+1(i)为第t+1次迭代中元件i的枢纽值。

元件的实时停运率采用输电线运行可靠性模型，模型描述如下式：