[发明专利]一种基于模块度的动态分区方法

权利要求书

1.一种基于模块度的动态分区方法，其特征在于，以500kv变电站中心搜索起点为中心，通过迪杰斯特拉算法搜索220kV变电站节点并添加到各个分区，生成开环分区方案；它具体包括以下步骤：

步骤一：引入能够衡量网络划分质量的经典评估指标即边加权模块度指标Q，选择邻接矩阵E中元素e_vw作为边权重；

步骤二：构建考虑源-荷电气特征的开环电网等效模型，引入源-荷均衡因子对加权模块度指标进行修正；

步骤三：定义考虑源-荷均衡的改进模块度Q′为Q与源-荷均衡因子的比值；

步骤四：利用Q′对开环分区方案进行质量评估，动态搜索Q′最大的开环分区方案；

在步骤二中，源-荷均衡因子定义如下：

式中：分子表示第l个分区内所有站点的功率和的绝对值；分母表示第l个分区内所有站点的功率绝对值的和，μ的取值越小表示各分区源-荷功率均衡程度越高，μ的取值越大表示各分区功率缺额或超额的程度越严重；v_i、v_j分别表示第l个分区内的220kV站点i和500kV站点j的功率；

其中，将经过拓扑等效与电气特征提取获得的具有特定电气属性的加权拓扑图定义为开环电网等效模型G(V,E)；E描述加权拓扑图中边的电气距离特征，可通过邻接矩阵表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，Q的具体表达式如下：

式中：e_vw表示节点v和节点w之间的边权重；k_v表示与节点v相连的所有边的边权重；m表示网络中所有边的边权重，δ(c_v,c_w)表示节点v和节点w的分区情况，若节点v和节点w在同一分区为1，反之为0；N表示节点的个数；k_w表示与节点w相连的所有边的边权重；c_v、c_w分别表示节点v和节点w的分区状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤四中，动态搜索Q′最大的开环分区方案，其目标函数为：

μ表示源-荷均衡因子，m表示网络中所有边的边权重，N表示节点的个数，δ(c_v,c_w)表示节点v和节点w的分区情况，若节点v和节点w在同一分区为1，反之为0，k_v表示与节点v相连的所有边的边权重，k_w表示与节点w相连的所有边的边权重，e_vw表示节点v和节点w之间的边权重，c_v、c_w分别表示节点v和节点w的分区状态。

4.根据权利要求1至3其中之一所述的方法，其特征在于，所述开环分区方案的生成步骤如下：

步骤一)确定中心搜索起点集合，搜索220kV变电站节点并添加到各个分区，搜索直至各分区外无剩余220kV变电站节点，计算第t个开环分区方案的改进模块度Q′_t，并置Q′_max＝Q′_t；

步骤二)更新节点分区状态，依次调整各分区末端220kV变电站节点的分区位置，置t＝t+1并转至下一步；

步骤三)判断是否满足分区条件；

步骤四)输出方案，输出所对应的开环分区方案。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤三)中，各分区末端220kV变电站节点完成遍历调整，转至步骤四)；否则计算第t+1个开环分区方案的改进模块度Q′_t+1并比较Q′_t与Q′_t+1的大小，若为Q′_t+1＞Q′_t，则更新Q′_max，置Q′_max＝Q′_t+1并保存第t+1个开环分区方案，转至步骤二)；反之，Q′_max＝Q′_t保持不变。