[发明专利]一种基于模块度的动态分区方法

说明书

一种基于模块度的动态分区方法，它以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；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。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于模块度的动态分区方法。

背景技术

随着特高压工程的陆续投运，所构成的高低压电磁环网结构日趋紧密。过于紧密的电磁环网结构容易导致部分站点短路电流超标以及系统发生连锁故障风险上升等问题，从而对电网安全稳定运行造成威胁。电力导则(现有技术1)已明确指出应适时对电磁环网进行合理的开环分区，尽量消除环网所带来的安全运行隐患。因此，研究一种有效实用的电磁环网开环分区决策方法，对提升电网供电可靠性和安全运行水平，充分发挥特高压网架的资源优化配置能力具有重要的理论价值和实际意义。

目前，开环分区方案的生成方法主要有人工经验开环法和基于复杂网络理论中社团发现算法的开环分区方案生成方法。人工经验开环法主要是基于运行人员的工作经验来实现开环分区方案生成。该方法虽然能在一定程度上保证系统安全运行的需要，但过于依赖人为经验，主观性较强，并且计算过于繁琐，方案生成的计算周期较长。基于复杂网络理论的开环分区方案生成算法可分为分裂算法和凝聚算法两类。

分裂算法中较为典型的是GN分裂算法，该算法通过搜索边介数最大的线路进行开断，在满足一定分区条件后停止分区并生成开环分区方案。基于凝聚思想的的算法如改进汽车接力算法则以500kV变电站为中心搜索规定电气距离内的站点并添加至各个分区，从而形成分区方案。上述技术方法对电网分区方案的生成提供了有意义的探索，其思路都非常值得借鉴，但依旧存在不足之处，如计算效率低，分区原则主观性强，构建的电网简化等效模型忽略源荷电气特征，这些局限之处往往会影响电磁环网规划的有效性。

因此，选取合理的开环方案搜索算法，充分考虑电网中的源荷特性，制定合理的分区原则，研究一种考虑区域源-荷均衡的电磁环网开环分区方案生成方法对于生成合理的电磁环网开环分区方案具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种考虑区域源-荷均衡的电磁环网开环分区方案生成方法，本发明通过构建考虑源-荷电气特征的开环电网等效模型，并在此基础上提出考虑源-荷均衡的500kV变电站组合备用策略以及基于改进模块度的动态分区原则，在保证了开环分区方案生成客观性前提下，有效解决了开环分区方案中局部线路重载问题，提高了开环分区方案的质量。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种考虑区域源-荷均衡的电磁环网开环分区方案生成方法，该方法包括下述步骤：

步骤1:构建考虑源-荷电气特征的开环电网等效模型；

步骤2:结合开环电网等效模型G，采取考虑源-荷均衡的500kV变电站组合备用策略，确定500kV变电站组合备用从而获得500kV变电站中心搜索起点集合；

步骤3:提出基于模块度的动态分区原则，以步骤2中确定的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。

进一步地，所述步骤1中，所述的考虑源-荷电气特征的开环电网等效模型的构建包括以下步骤：

1)根据拓扑等效的基本原则将实际规划电网等效为加权拓扑图。以实际电网中典型的500/220kV电磁环网结构为例，简化等效过程如图1所示，其具体简化等效原则如下：