一种电网畅通性评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网规划评估领域，具体设及一种电网杨通性评价方法。
【背景技术】
[0002] 随着特高压电网建设，区域电网间的互联与禪合越来越强，电网规模不断增大，电 网形态更加复杂。建立详细的特高压交直流大规模互联电网模型并进行实时仿真计算，计 算量过大甚至可能无法进行计算。电网最重要的功能是把发电厂发出的电能安全、高效地 传输到用户，利用复杂网络理论从总体上分析电网传输电能的杨通度，可W给电网规划和 运行人员提供一种把握电网性能的新视角。电网的杨通性关屯、的是电能从发电厂到用户的 可达程度W及传输的杨通程度。电网的杨通性评估，不仅能反映电网传输电能的效率，还能 一定程度上评估电网对事故的抵抗能力，但当前鲜有对电网电能传输杨通性的研究。
[0003] 中国科学技术大学出版社出版的《图论及其算法》（作者：王树禾）一书介绍了无 向图的连通性概念，即无向图中任意两个节点是连通的，则认为该图是连通图，否则是非连 通图。该定义根据网络拓扑结构表征网络中节点间的连接关系。从网络拓扑结构的观点出 发，电网的电能输送是确保发电机节点与负荷节点的可到达性，与描述普通网络中所有节 点间的连通程度的连通性概念不完全相同。对于通过一条联络线连接的电网两个子系统， 若联络线断开，整个电网是非连通的，但两个子系统内部可W通过启停机实现发电与负荷 的再平衡，整个电网的供电能力并没有损失，因此，传统的连通性定义不能有效地反映电网 杨通程度。
[0004] 电网更注重的是电能从电源节点到负荷节点间的可达性，负荷能否从最优的路径 获取电能，W及输送电能的路径的容量是否足够和杨通，即电网杨通性主要考察如下=个 方面：电源节点到负荷节点的电能传输路径是否存在；电源节点到负荷节点的电能传输路 径的长短；电能传输路径的传输容量。传统的电网复杂网络模型假设电能沿"最短路径"传 输，尽管"最短路径"的定义从任意2个节点间最少边数发展到2个节点间线路电抗值之和 最小，但与电网实际情况仍有差距。
[0005] 电能在电网中的传输遵守基尔霍夫定律，传输路径（由节点和支路构成）是有容 量限制的，并且电能在传输过程中将产生损耗，因此，不能简单地把从图论和信息科学中发 展而来的复杂网络模型直接用于电网。电网中电源节点和负荷节点之间通过支路相连通 的实际电能传输路径、路径的电气距离、路径的传输能力是电网最基本的物理特性。将电 源-负荷节点对之间传输电能的路径及路径的电气距离、传输功率和传输能力等属性反映 在所建立的电网复杂网络模型中，使建立的模型能够考虑到电网的物理特性及运行约束， 进而能对电网的杨通性进行分析。
[0006] 层次分析法是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上 进行定性和定量分析的决策方法，该方法是美国运筹学家萨蒂应用网络系统理论和多目标 综合评价方法提出的一种层次权重决策分析方法。文献《如antifying electric power quality via fuzzy modelling and analytic hierarchy processing》（作者：Farghal S A, Kandil M S, Elmitwally A ;来源：IEE Proceedings-Generation, Transmission and Distribution, 2002,149 (I) :44-49)给出了基于层次分析法的权重计算方法，通过对各指 标之间进行两两对比之后，按9分位比率排定各评价指标的相对优劣顺序，依次构造出评 价指标的判断矩阵，利用几何平均法或规范列平均法计算得到各指标的权重系数。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种电网杨通性评价方法。该方法明确了电能传输路径、电 气路径距离W及路径裕度的概念，采用上行潮流追踪算法解析电网发电-负荷节点对之间 的电能传输路径，在此基础上，提出了从电网连通性、支路裕度W及电能传输效率3个角度 评价电网杨通性的方法。
[0008] 为了达到上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0009] -种电网杨通性评价方法，该方法在有N个节点的电网中评价电网的杨通性，具 体步骤如下：
[0010] a、计算电网潮流并进行无损等效，即假设线路上传输的潮流是线路两端发送和接 受潮流的平均值，并把潮流损失当作负荷平均分配到线路的两端；采用上行潮流追踪算法， 按下列步骤解析电网的电能传输路径，电能传输路径是指连接某一发电节点与某一负荷节 点的由一条支路或多条首尾相连的支路组成的电能传输通道：
[0011] 计算第i个节点的注入功率Pi:
[0013] 其中，讀"3是给节点i供电的节点集合（相应线路的潮流流向节点i)，Pi ,是支 路j-i流入节点i的潮流，Pw是节点i的发电功率，无损等效后，Ip i i| = |Pi il，记Cji= |Pjil/Pj，则上式可表示为：
[0015] 其中，A。是nXn的上行潮流分布矩阵，P是各节点的注入功率向量，P 是节点发电 功率向量，A。的第（i，j)元素为：
[0017] 矩阵A。的第i行记录向节点i供电的节点及供电比例，若节点j不向节点i供电， 则第（i，j)元素为0,从而可W解析出电网中的电能传输路径W及各电能传输路径传输的 功率；
[001引b、计算电网的电能传输路径数指标Npgth,即电网电能传输路径总数；
[0019] C、计算电网的路径平均裕度指标，即电网所有电能传输路径的路径裕度的平 均值：
[0021] 其中，Mk为第k条电能传输路径的路径裕度，电能传输路径的路径裕度是指路径各 组成支路传输极限与其实际功率的差值的最小值；
[0022] d、计算电网的电能传输效率指标Egfid:
[0024] 其中，Pkgd为电网所有负荷功率之和，D k为所有电能传输路径的电气路径距离，电 气路径距离是指电能传输路径各支路的电气距离之和，电气距离为该支路的阻抗;Wk为权 重系数；
[0026]其中，为第k条电能传输路径的传输功率；