基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法，包括设置在电网控制系统中的输入模块、广度优先搜索模块、灵敏度分析模块和电力传输路径优选模块。本发明所提出的方法主要通过广度优先搜索算法搜索出所有的直购电电力传输路径，再通过灵敏度分析法计算直购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购电电力传输路径的优选排序，优选排序受影响程度大的电力传输路径。本发明将有利于电力调度中心协调安排发用电计划，预防电力支路潮流重载或过载。
【专利说明】
基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统技术领域，特别设及一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力 传输路径的优选方法。
【背景技术】
[0002] 大用户直购电指的是在厂网分开、竞价上网的前提下，大用户和发电企业或者供 电企业经过协商，直接签订双边购售电合同，进行电力交易的行为。大用户企业通过直购电 可W得到一定的降价，减少生产成本，增加企业的竞争力，发电企业或者供电企业通过参与 调节电价来调节供求关系。在电力市场改革的背景下，发电厂与大用户签订直购电交易合 约，考虑发电厂与大用户地理位置较远的情况下，分别属于不同的省级电网或区域电网，其 直购电交易合约将对相关的输电支路潮流产生不可忽视的影响。如果不能选择合理的电力 传输路径，将会造成电力支路潮流重载或过载等问题。
【发明内容】
[0003] 发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能够有效预防电力支路 潮流重载或过载的远距离直购电交易的电力传输路径的优选系统。
[0004] 技术方案:本发明提供了一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选 系统，包括设置在电网控制系统中的输入模块、广度优先捜索模块、灵敏度分析模块和电力 传输路径优选模块；
[0005] 所述输入模块用于接收直购电交易信息，并将接收到的信息传输给广度优先捜索 模块；
[0006] 所述广度优先捜索模块根据输入模块发送的直购电交易信息，在电网拓扑结构中 定位直购电发电节点和大用户节点，并由发电节点作为初始节点进行广度优先捜索，遍历 所有存在于发电节点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，形成电力传输路径集合；
[0007] 所述灵敏度分析模块用于计算直购电发电节点对电力传输路径集合中包含的每 一条电力支路的潮流灵敏度；同时计算出输电路径集合中每一条路径的累积潮流灵敏度， 并将计算的结果发送到电力传输路径优选模块；
[000引所述电力传输路径优选模块根据接收到的结果按照从大到小的顺序排列。
[0009] 本发明提供了一种采用上述基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选 方法，其特征在于:包括W下步骤：
[0010] 步骤1:向输入模块中输入直购电交易信息；
[0011] 步骤2:根据步骤1中输入的直购电交易信息，在电网拓扑结构中定位直购电发电 节点和大用户节点，由发电节点作为初始节点进行广度优先捜索，遍历所有存在于发电节 点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，形成电力传输路径集合。其中，每一条电力传 输路径由直购电发电节点出发，流经相关的电力支路，到达直购电大用户节点，即为一条电 力传输路径。电力支路即为电网中相邻两个节点之间的传输路径。
[0012] 步骤3:根据步骤2中获得的电力传输路径集合，针对其中每一条电力传输路径，计 算直购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度；
[0013] 步骤4:根据步骤3获得的电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度， 叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购 电电力传输路径的优选排序。
[0014] 进一步，所述步骤1中输入的直购电交易信息包括直购电交易电量、直购电交易双 方地理位置信息、输电电网网架、电压等级。其中，直购电交易电量影响直购电交易对电力 传输路径的灵敏度，电压等级是在直购电交易合约中要求大用户符合行业准入条件的用电 电压等级。
[0015] 进一步，所述步骤2中结合广度优先捜索算法捜索出所有的直购电电力传输路径 的方法为：
[0016] 步骤21:首先访问直购电发电节点j并且标记其已访问过；
[0017] 步骤22:从直购电发电节点j开始访问与其相邻接的其他节点，并均标记 为已访问过；
[001引步骤23:根据步骤22的顺序访问每个节点Lia，Lib…的所有未被访问过的邻接节点 l2a，L2b…，并均标记为已访问过；
[001 9]步骤24:再从步骤23中的节点L2a，L2b…出发访问相邻的没有被访问的节点L3a， l3b…，直到访问到直购电大用户节点i为止;并记录从直购电发电节点到大用户节点的所有 的电力传输路径。
[0020] 工作原理:本发明通过广度优先捜索算法捜索出所有的直购电电力传输路径，再 通过灵敏度分析法计算直购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流 灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小 进行直购电电力传输路径的优选排序，优选排序受影响程度大的电力传输路径。与普通传 输路径相比较，累积灵敏度大的电力传输路径受直购电交易的影响程度大，根据其受影响 程度的大小，优选排序受影响程度大的电力传输路径，将有利于电力调度中屯、协调安排发 用电计划，预防电力支路潮流重载或过载。
[0021] 有益效果：与现有技术相比，本发明提供的方法更加简单，能够快速、准确的获得 直购电的电力传输的最优路径，同时采用发明后能够有效的预防在直购电过程中造成的电 力支路潮流重载或过载。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0024] 本发明提供了一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选系统，包括 设置在电网控制系统中的输入模块、广度优先捜索模块、灵敏度分析模块和电力传输路径 优选模块。如图1所示，其对直购电交易的电力传输路径的优选方法为:具体包括W下步骤：
[0025] 步骤1:向电网控制系统中的输入模块中输入直购电交易信息;直购电交易信息包 括直购电交易电量、直购电交易双方地理位置信息、输电电网网架、电压等级等数据。输入 模块将接收到的数据输入到广度优先捜索模块中；
[0026] 步骤2:广度优先捜索模块根据步骤1中输入的直购电交易信息，在电网拓扑结构 中定位直购电发电节点和大用户节点，由发电节点作为初始节点进行广度优先捜索，遍历 所有存在于发电节点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，每一条电力传输路径由直 购电发电节点出发，流经相关的电力支路，到达直购电大用户节点，作为一条电力传输路 径。遍历所有的电力传输路径，形成电力传输路径集合;具体包括W下步骤：
[0027] 步骤21:首先访问直购电发电节点j并且标记其已访问过；
[002引步骤22:从直购电发电节点j开始访问与其相邻接的其他节点…，并均标记 为已访问过；
[0029] 步骤23:根据步骤22的顺序访问每个节点Lii，Li2…的所有未被访问过的邻接节点 121，L22…，并均标记为已访问过；
[0030] 步骤24:再从步骤23中的节点L2i，L22…出发访问相邻的没有被访问的顶点L31， 132…，直到访问到直购电大用户节点i为止。并记录从直购电发电节点大用户节点i的所 有的电力传输路径，形成电力传输路径集合。其中，被访问的每两个相邻节点之间为一条支 路。
[0031] 步骤3:灵敏度分析模块根据步骤2中获得的电力传输路径集合，针对其中每一条 电力传输路径，计算直购电发电节点对交易路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度；
[0032] 其中，灵敏度分析法是利用研究系统中某些物理量的微分关系，来取得因变量对 自变量敏感度大小的方法，本发明主要通过灵敏度分析法计算直购电发电节点对电力支路 的潮流灵敏度，其中，灵敏度分析公式为：
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 式中，A Pij为电网中直购电发电节点j和大用户节点i之间的有功功率变化量； A心为支路k的功率变化;Gk-U为直购电发电节点巧日大用户节点i对支路k的灵敏度;礼为 支路k的电抗;X为直流潮流中Bo的逆矩阵，Bo为整个电网中每条支路的电纳组成的n X n阶电 纳矩阵，其中，n表示整个电网拓扑结构中节点的总数。Xa功矩阵X中的第a行第i列元素，Xaj 为矩阵X中的第a行第j列元素，Xbi为矩阵X中的第b行第i列元素，Xbj为矩阵X中的第b行第j 列元素;Mk为支路k的节点-支路关联矢量，只在支路k的两端节点a, b的对应位置处有+1和- 1两个非零元素，其余元素皆为零，
其中，.峨'为Mk的转置。ei为单位 列矢量，只在大用户节点i所对应位置有非零元素1，其余都是零元素;ej为单位列矢量，只 在直购电发电节点j所对应位置有非零元素1，其余都是零元素。
[0037] 根据上述公式对电力传输路径中包含的每一条电力支路进行灵敏度计算，得到直 购电发电节点对电力支路的潮流灵敏度。
[0038]步骤4:电力传输路径优选模块根据步骤3获得的电力传输路径中包含的每一条电 力支路的潮流灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度 数值从大到小进行直购电电力传输路径的优选排序，从而可W根据需求在优选排序中选择 直购电交易的电力传输路径。
【主权项】
1. 一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的系统，其特征在于:包括设置在 电网控制系统中的输入模块、广度优先搜索模块、灵敏度分析模块和电力传输路径优选模 块； 所述输入模块用于接收直购电交易信息，并将接收到的信息传输给广度优先搜索模 块； 所述广度优先搜索模块根据输入模块发送的直购电交易信息，在电网拓扑结构中定位 直购电发电节点和大用户节点，并由发电节点作为初始节点进行广度优先搜索，遍历所有 存在于发电节点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，形成电力传输路径集合； 所述灵敏度分析模块用于计算直购电发电节点对电力传输路径集合中包含的每一条 电力支路的潮流灵敏度；同时计算出输电路径集合中每一条路径的累积潮流灵敏度，并将 计算的结果发送到电力传输路径优选模块； 所述电力传输路径优选模块根据接收到的结果按照从大到小的顺序排列。2. -种采用权利要求1所述的基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方 法，其特征在于:包括以下步骤： 步骤1:向输入模块中输入直购电交易信息； 步骤2:根据步骤1中输入的直购电交易信息，在电网拓扑结构中定位直购电发电节点 和大用户节点，由发电节点作为初始节点进行广度优先搜索，遍历所有存在于发电节点和 直购电大用户节点之间的电力传输路径，形成电力传输路径集合； 步骤3:根据步骤2中获得的电力传输路径集合，针对其中每一条电力传输路径，计算直 购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度； 步骤4:根据步骤3获得的电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度，叠加 计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购电电 力传输路径的优选排序。3. 根据权利要求2所述的基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法，其 特征在于:所述步骤1中输入的直购电交易信息包括直购电交易电量、直购电交易双方地理 位置信息、输电电网网架、电压等级。4. 根据权利要求2所述的基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法，其 特征在于:所述步骤2中结合广度优先搜索算法搜索出所有的直购电电力传输路径的方法 为： 步骤21:首先访问直购电发电节点j并且标记其已访问过； 步骤22:从直购电发电节点j开始访问与其相邻接的其他节点Lla，Llb···，并均标记为已 访问过； 步骤23:根据步骤22的顺序访问每个节点Lla，Llb···的所有未被访问过的邻接节点L 2a， L2b···，并均标记为已访问过； 步骤24:再从步骤23中的节点L2a，L2b···出发访问相邻的没有被访问的节点L 3a，L3b···，直 到访问到直购电大用户节点i为止;并记录从直购电发电节点到大用户节点的所有的电力 传输路径。
【文档编号】G06Q50/06GK106022526SQ201610353887
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】喻洁, 杨争林, 耿建, 薛必克, 郑亚先, 程海花, 刘莉莉, 史新红, 王高琴, 郭艳敏, 邵平, 龙苏岩, 徐骏, 黄春波, 吕建虎, 叶飞, 陈爱林
【申请人】东南大学, 中国电力科学研究院, 国网陕西省电力公司电力科学研究院