[发明专利]一种基于多二元表-AP聚类的暂态电压分区方法及装置

说明书

本发明公开一种基于多二元表‑AP聚类的暂态电压分区方法及装置，方法包括：根据仿真计算得到的节点暂态电压曲线，基于多二元表计算至少一个节点的暂态电压稳定裕度，使构造出节点的暂态电压稳定特征向量矩阵；基于余弦相似度对暂态电压稳定特征向量矩阵进行相似性计算，使得到某两个节点的暂态电压特征向量的相似度；根据获取的某两个节点的暂态电压特征向量的相似度，对AP聚类算法进行修正，对AP聚类算法进行修正包括修正AP节点相似度矩阵S，并基于修正后的AP聚类算法对运行电网内的各节点进行暂态电压分区。能够快速有效的完成电网的暂态电压分区，对电网暂态电压控制，如动态无功配置规划具有现实指导意义。

技术领域

本发明属于暂态电压分区技术领域，尤其涉及一种基于多二元表-AP聚类的暂态电压分区方法及装置。

背景技术

传统电网分区是基于静态电压稳定性指标或者基于能反映系统本身的结构及运行状态的潮流雅可比矩阵，将系统划分为若干个具有单一稳定性特征的区域。但随着高压直流输电、新能源发电以电力电子化设备等接入，大电网越来越重视动态无功需求和暂态电压失稳问题。配置动态无功补偿装置(如STATCOM、SVC 等)是提高暂态电压稳定性的有效手段。因此，如何构建大电网暂态电压控制区域划分方法对于该领域有着重要意义。

目前，电网多根据节点电气距离完成区域划分。针对不同的目的一般采用不同的电气距离评价方法。有研究提出了多种电气距离的衡量方法，如节点之间的电压-电压灵敏度、无功-电压灵敏度、节点等值阻抗等传统概念；也有相关研究提出负荷电流场势值作为电气距离；还有研究引入局部电压稳定指标，结合复杂网络理论进行分区。

一方面，上述研究均采用系统稳态信息衡量电气距离，不能反映系统节点暂态电压特征行为，另一方面，现有的分区方法如 k-means 聚类等一般需要提前确定分区的数量，然而对于复杂网络而言，其分区数量并非显而易见的。

发明内容

本发明提供一种基于多二元表-AP聚类的暂态电压分区方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种基于多二元表-AP聚类的暂态电压分区方法，包括：获取运行电网中已有的故障集合，基于PSASP对所述运行电网进行故障仿真计算，使得到所述运行电网的节点暂态电压曲线；根据所述节点暂态电压曲线，基于多二元表计算至少一个节点的暂态电压稳定裕度，使构造出节点的暂态电压稳定特征向量矩阵，其中，计算至少一个电网节点的暂态电压稳定裕度的表达式为：

，式中，为节点在故障场景下的暂态电压稳定裕度，为跌落区间的积分权重，为电压参考值，为节点响应故障场景的实时电压值，为跌落区间的积分权重，为电压跌落低于的时刻，为电压恢复高于的时刻，为电压跌落低于的时刻，为电压恢复高于的时刻，为电压跌落低于的时刻，为电压跌落低于的时刻，为跌落区间的电压临界参考稳定值，为跌落区间的电压临界参考稳定值，为跌落区间的电压临界参考稳定值；基于余弦相似度对所述暂态电压稳定特征向量矩阵进行相似性计算，使得到某两个节点的暂态电压特征向量的相似度，其中，对所述暂态电压稳定特征向量矩阵进行相似性计算的表达式为：

，式中，为节点的暂态电压特征向量，为节点的暂态电压特征向量，为节点的暂态电压特征向量的转置，为节点的暂态电压特征向量的模值，为节点的暂态电压特征向量的模值，为节点在故障场景下的暂态电压稳定裕度，为节点在故障场景下的暂态电压稳定裕度，为某个故障场景序号，为故障场景总个数；根据获取的某两个节点的暂态电压特征向量的相似度，对AP聚类算法进行修正，所述对AP聚类算法进行修正包括修正AP节点相似度矩阵S，并基于修正后的AP聚类算法对所述运行电网内的各节点进行暂态电压分区，其中，修正后的AP节点相似度矩阵S的表达式为：

，式中，为AP节点相似度矩阵S的第行第列元素，对应节点和节点之间的相似度，为AP节点相似度矩阵S的第行第列非对角元素，为AP节点相似度矩阵S所有非对角元素的中位数。