電力系統(tǒng)關(guān)鍵線路辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電力技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵支路識別法，具體為電力系統(tǒng)關(guān)鍵線路辨識 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界范圍內(nèi)的大停電事故頻發(fā)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，引發(fā)了各國的 高度重視。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)電網(wǎng)連鎖故障的源頭主要是輸變設(shè)備，其包括輸電設(shè)備和變電 設(shè)備，因輸電設(shè)備是系統(tǒng)功率傳輸?shù)闹饕O(shè)備，且輸電設(shè)備故障可能會引起大范圍的潮流 波動，造成其余線路的潮流、電壓越線，從而引發(fā)連鎖故障。因此如何快速、準(zhǔn)確尋找該些關(guān) 鍵線路，或稱"脆弱線路"，保障該些關(guān)鍵線路的安全運(yùn)行，具有重要理論和應(yīng)用研究價值。
[0003] 為評估線路的關(guān)鍵性，沈瑞寒，劉漆塵，趙潔等在《電網(wǎng)技術(shù)》2012年第5期發(fā)表的 "基于加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型的電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)移下危險線路識別"在已有潮流轉(zhuǎn)移捜索方法前提下，綜 合考慮電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流分布的不均衡性，建立W線路電抗值和線路負(fù)載率倒數(shù)為邊權(quán) 的2種加權(quán)電網(wǎng)模型，并利用該模型捜索識別開斷線路節(jié)點(diǎn)間的最短傳輸路徑，該方法充 分考慮了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系、潮流分布及大小對潮流轉(zhuǎn)移的影響，但模型和方法假設(shè)母線間功 率只按最短路徑流動（包括電氣距離），忽略了功率按Kirchoff定律傳輸?shù)氖聦崳粍⑽姆f， 梁才，徐鵬等在《中國電機(jī)工程學(xué)報》2013年第31期發(fā)表的"基于潮流介數(shù)的電力系統(tǒng)關(guān) 鍵線路辨識"利用"有向"概念W加權(quán)后潮流總量反應(yīng)線路關(guān)鍵度，但忽略了潮流分量大、加 權(quán)總量小的線路，而該類線路故障后，潮流分量分別轉(zhuǎn)移，設(shè)及線路多、潮流量大，可能會存 在較大的風(fēng)險；王濤，搞成彬，顧雪平等在《高電壓技術(shù)》2014年第8期發(fā)表的"基于事故鏈 模型的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識"基于電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行方式下的潮流分布，提出線路功率介數(shù)指標(biāo)， 來識別系統(tǒng)關(guān)鍵線路，該方法的辨識指標(biāo)計算需進(jìn)行潮流計算，計算復(fù)雜、計算量大，且指 標(biāo)定義時未考慮系統(tǒng)發(fā)生故障后，如何快速確定新運(yùn)行狀態(tài)下的關(guān)鍵線路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決上述問題，提供了電力系統(tǒng)關(guān)鍵線路辨識方法。
[0005] 本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的；電力系統(tǒng)關(guān)鍵線路辨識方法，包括W下步 驟：
[0006] 步驟一；確定發(fā)電機(jī)-支路功率分布因子；電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)電機(jī)k發(fā)出的功 率
，發(fā)電機(jī)k通過電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中i端流入支路ij中的 分布功璋
其中i，j=l，2...，n，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行 時，各節(jié)點(diǎn)電壓近似等于額定電壓，根據(jù)功率分布理論，發(fā)電機(jī)-支路功率分布因子為：
_v;為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣對 應(yīng)元素，Zkm、Zki、Zy為節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣對應(yīng)元素，其中Uk、Ui為節(jié)點(diǎn)電壓，y。為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣 對應(yīng)元素，為第m個發(fā)電機(jī)的電流，4第k個發(fā)電機(jī)的電流，q為發(fā)電機(jī)數(shù)，n為系統(tǒng)節(jié) 點(diǎn)數(shù)，所有物理量均采用標(biāo)么值計算，A'U其物理意義是發(fā)電機(jī)k向支路ij提供的功率占 發(fā)電機(jī)k發(fā)電量的比值，現(xiàn)有的交流功率分布因子的計算都得使用到潮流計算，該功率分 布因子計算公式只用到阻抗和導(dǎo)納矩陣，即系統(tǒng)基本參數(shù)，無需潮流計算；
[0007] 步驟二：確定支路絕對潮流因子；網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)電機(jī)在支路ij上流過的分布功 率的絕對值之和稱為該支路的絕對潮流量夢，
，電力系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)有1條支路，各條支路的絕對潮流量分別為S\ S2，…，Si，取其中的最大值max(Si，S2,…，Si)作為基準(zhǔn)，對每條支路的絕對潮流量進(jìn)行歸一化處理，支路ij的絕對潮流因子

[0008]步驟確定支路線路權(quán)重因子：設(shè)網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)集為G，支路ij線路 權(quán)重因子 其中，乏馬^為系統(tǒng)總發(fā)電量； 免二1
[0009] 步驟四：確定支路絕對潮流介數(shù)；支路ij的絕對潮流介數(shù)Fu為線路權(quán)重因子與 線路絕對潮流因子兩者之積的模，即馬=K]'。.
[0010] 步驟五；確定系統(tǒng)在靜態(tài)下的關(guān)鍵線路：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各個支路絕對潮流介數(shù)排 序，潮流介數(shù)越大，支路關(guān)鍵性越高，因此確定系統(tǒng)在靜態(tài)下的關(guān)鍵線路；
[0011] 步驟六：確定支路間的分布因子相關(guān)度；支路ij和支路mn間的分布因子 相關(guān)度Pb>-?等于兩條線路的發(fā)電機(jī)支路功率分布因子向量的歐氏距離的倒數(shù)：
[0012] 步驟走：確定系統(tǒng)在動態(tài)下的關(guān)鍵線路；系統(tǒng)發(fā)生故障后，計算故障線路和其余 正常運(yùn)行線路間的分布因子相關(guān)度，并對其進(jìn)行排序，排序越靠前的線路和故障線路關(guān)聯(lián) 程度越高，故其為系統(tǒng)動態(tài)環(huán)境下的新關(guān)鍵線路。
[0013] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分別在靜態(tài)、動態(tài) 環(huán)境下識別系統(tǒng)關(guān)鍵線路的方法，在電流分布理論的基礎(chǔ)上，計及機(jī)組容量因素的影響，提 出了絕對潮流介數(shù)的概念，通過該指標(biāo)的排序，確定系統(tǒng)在靜態(tài)環(huán)境下的關(guān)鍵線路，且該指 標(biāo)的計算無需潮流計算，增強(qiáng)了計算效率；推導(dǎo)出發(fā)電機(jī)-支路功率分布因子，根據(jù)發(fā)電 機(jī)-支路功率分布因子定義了分布因子相關(guān)度指標(biāo)，其反映了線路間的關(guān)聯(lián)程度，能辨識 系統(tǒng)在動態(tài)環(huán)境下的關(guān)鍵線路。
【附圖說明】
[0014] 圖1為IE邸39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖。
[0015] 圖2為文獻(xiàn)方法和本方法切負(fù)荷量對比圖。
[0016] 圖3為實施例中IE邸39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)其余線路與線路19-20(32)的分布因子相關(guān)度 曲線圖。
[0017] 圖4為實施例中負(fù)荷切除量最大的前10條線路與負(fù)荷切除量對應(yīng)圖。
【具體實施方式】
[0018] 電力系統(tǒng)關(guān)鍵線路辨識方法，包括W下步驟：
[001引步驟一;確定發(fā)電機(jī)-支路功率分布因子；電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中q臺發(fā)電機(jī)、n個節(jié)點(diǎn)和1條 線路，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)電機(jī)k發(fā)出的功率為
發(fā)電機(jī)k通過 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中i端流入支路ij中的分布功率
其中i，j= 1，2. ..，n，發(fā)電機(jī)-支路功率分布因子為
正常運(yùn)行時電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓標(biāo)么值約等于1，近似取Ui=Uk= 1，得：觀&=如而-馬)％ 其中Uk、U巧節(jié)點(diǎn)電壓，y。為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣對應(yīng)元素，人U為第m個發(fā)電機(jī)的電流，記第k 個發(fā)電機(jī)的電流，q為發(fā)電機(jī)數(shù)，n為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)，所有物理量均采用標(biāo)么值計算；
[0020] 步驟二：確定支路絕對潮流因子；電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)電機(jī)在支路U上流過的 分布功率的絕對值之和稱為該支路的絕對潮流量為；其中
電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有1條支路，各條支路的絕對潮流量分別為S\S2，…，Si，取其中的最大值max(Si，S2，…，Si)作為基準(zhǔn)，對每條支路的絕對潮流量進(jìn)行歸一化處理，定義為絕對潮流 因子
[0021] 步驟確定支路線路權(quán)重因子：發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)集為G，支路ij線路權(quán)重因子為：
其中，E4