缓解电网和通信网的耦合网络的级联故障的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9827661阅读:来源:国知局
中的一个通信节点连接;以及所述删 除单元用于在所述检测单元检测到电源节点不存在一条从发电机到电源节点的路径或不 与所述通信网中的一个通信节点连接的情况下,删除所述电网中的该电源节点。
[0026] 其中,所述检测单元用于针对所述通信网中的每一个通信节点,检测是否存在一 条从控制中心到通信节点的路径,且其是否由所述电网中的电源节点供电;以及所述删除 单元用于在所述检测单元检测到通信节点不存在一条从控制中心到通信节点的路径或不 由所述电网中的电源节点供电的情况下,删除所述通信网中的该通信节点。
[0027] 其中,所述预设的约束条件包括:
[0028] Aupdatedf = Pnew (la)
[0029] (Aupdated)T0 = Xf (lb)
[0030] (Ic)
[0031 ] (Id)
[0032] (1^)
[0033] (1/)
[0034] (Ig)
[0035] h>0 (Ih)
[0036] 其中,P°ld表示现有技术中向所述电网中电源节点注入的电能,Pne3w表示根据所述 电能注入集合向所述电网中电源节点注入的电能,A update3d表示所述电网更新后的邻接矩 阵,f表示所述电网的传输线路中的电流向量,(Aupdated) T表示所述邻接矩阵的转置矩阵,Θ表 示所述电网中所有电源节点的相位,X表示与所述电网相关的电抗矩阵,fmax表示所述电网 的传输线路的电流容量,表示所述电网更新后的传输线路,i表示所述电网中的电 源节点i,j表示所述电网中的电源节点j,表示所述电网更新后的发电机节点, 厂表示所述电网更新后的负载节点,Pa表示与所述通信网中的通信节点1连接的配 电网负载注入的电能,表示所述通信网中的通信节点运行所需要的电能,F iTteei7表 示所述通信网更新后的通信节点,五;表示所述电网和所述通信网更新后所述通信网 对支持通信网的配电网负载依赖关系的邻接矩阵,向量h表示从位于传输电网的负载到位 于配电网的支持通信网的负载的电流数量,b表示传输电网和配电网的电向量。
[0037] 通过上述技术方案,检测电网和通信网的耦合网络中不可避免故障的节点,并从 耦合网络中删除这些节点以及改变耦合网络中节点的电能注入,以使得所述耦合网络中节 点不因为电能缺失而产生故障,且所述耦合网络的传输线路不超载,从而缓解了电网和通 信网的耦合网络的级联故障。
【附图说明】
[0038] 图1是通信网对电网的依赖模型的示意图;
[0039]图2是本发明提供的用于缓解电网和通信网的耦合网络的级联故障的方法的流程 图;
[0040]图3是本发明提供的用于缓解电网和通信网的耦合网络的级联故障的装置的结构 示意图;
[0041] 图4是使用本发明提供的方法后负载因子对产量产生影响的曲线图;
[0042] 图5是使用本发明提供的方法后通信节点的数量对产量产生影响的曲线图;
[0043] 图6是使用本发明提供的方法后通信节点相关度对产量产生影响的曲线图;
[0044]图7是使用本发明提供的方法后电源节点相关度对产量产生影响的曲线图。
【具体实施方式】
[0045] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0046] 在研究的过程中,电网能够建模为一个图表Gp= (VP,EP)。其中,VdPEp分别表示电 网的电源节点和传输线路。电网中有三种类型的电源节点,分别为产生电的发电机、消耗电 的负载和既不生成电也不消耗电的变电站。电网中的电流不能手动控制,它是基于电力原 则而确定的。以下使用直流电流模型对电网进行研究。
[0047] 用P表示一个|Vp| Xl的向量,Pi表示在电源节点iEVP注入的电能。用AERlVpl xlEpl 表示邻接矩阵。其中,如果电源节点j开始于电源节点i,则Aij = I,如果电源节点j在电源节 点i结束,则^ = -1,其他情况下,仏尸0。而且,用)^1^1>^1表示与电网相关的电抗矩阵, 其中,Xij表示第i条传输线路的电抗,如果j矣i则Xij = O。用f eR|Ep|xl表示传输线路中的电 流向量,用SeRlVPlxl表示在电网中所有电源节点的相位。一个直流电流模型转化为公式( a) 和(b)〇
[0048] Af = P (a)
[0049] AT0 = Xf (b)
[0050] 公式(a)是电网中的电流约束,以保证每个电源节点的电平衡。此外,公式(b)重复 欧姆定律。其中,AT为邻接矩阵的转置矩阵。
[0051] 电网中电源节点或传输线路发生故障时,其负载会转移到电网的其它部分。这个 过程中,多个线路中的电流可能会超载导致重载线路故障。故障线路重新配电可能导致进 一步的"级联故障"。电网级联故障是一个非常复杂的现象,每一条传输线路与一个电流容 量关联,这个容量被认为是一个安全因素(FoS),通常设置为这条传输线路的流量的1.2倍。 当传输线路发生故障时,将重新分配电流给电网的其余部分。如果电流流量超过传输线路 的电流容量的话,该传输线路就会发生故障。
[0052]通信网能够被建模为一个图Gc=(Vc,Ec)。其中,Vc和Ec分别表示通信网中的通信节 点和链路。通信网中有两种类型的通信节点,分别为负责传输信息的路由器,负责控制决策 的控制中心。
[0053]为了拥有一个具有全面监视和控制能力的电网,每个电源节点配备有一个通信节 点(路由器)。这些通信节点从电源节点接收信息,并通过其它路由器转发给控制中心。控制 中心根据接收信息作出控制决策,并将控制决策发送回到位于电源节点的路由器节点。当 一个通信节点发生故障后,所用通信节点都和控制中心断开连接不能再正常运行。此外,考 虑到成本和可持续性,通信节点从电网的电源节点接收运行所需要的能量。由此,电网与通 信网之间具有依赖性。图1是通信网对电网的依赖模型的示意图。如图1所示,为了模型化通 信网对电网的依赖性,把通信网中每个通信节点Cl连接到配电网的负载,而配电网的负载 是连接到传输电网的负载的。用ii"表示通信网中通信节点运行所需要的电能。因此,当配 电网中的负载提供的电能Pq大于时,通信节点cl可以运行,否则不会运行。如图1所示, 电网的负载节点和通信网的通信节点关联位于电网的配电网中,多个通信节点可以从传输 电网中的一个负载节点接收电能。假设通信网中的通信节点在配电网具有最高的优先级。 因此,只要传输电网中的负载节点有足够的电量来满足它们的需求,它们就能够接收到电 能。其中,通过使用网络流方程模型化通信网对电网的依赖性。具体地,输入源是传输电网 的负载,终点是位于配电网的负载。
[0054] 在具体的实施方式中,电网中的故障会传播给通信网,并引起通信网内部和电网 内部的额外故障。因此,故障在电网和通信网的耦合网络中是级联的。为了缓解电网和通信 网的耦合网络的级联故障,本发明特提供一种用于缓解电网和通信网的耦合网络的级联故 障的方法。
[0055] 图2是本发明提供的用于缓解电网和通信网的耦合网络的级联故障的方法的流程 图。如图2所示,本发明提供的用于缓解电网和通信网的耦合网络的级联故障的方法包括: 在步骤SlOl中,检测所述耦合网络中由于物理断开造成不可避免故障的目标节点。接着,在 步骤S102中,根据检测结果删除所述目标节点。其中,所述耦合网络中由于物理断开造成不 可避免故障的目标节点包括所述电网中的电源节点、所述通信网中的通信节点以及所述电 网中的孤立发电机。具体地,所述方法还包括:针对所述电网中的每一个电源节点,检测是 否存在一条从发电机到电源节点的路径,且其是否与所述通信网中的一个通信节点连接; 以及在检测到电源节点不存在一条从发电机到电源节点的路径或不与所述通信网中的一 个通信节点连接的情况下,删除所述电网中的该电源节点。针对所述通信网中的每一个通 信节点,检测是否存在一条从控制中心到通信节点的路径,且其是否由所述电网中的电源 节点供电;以及在检测到通信节点不存在一条从控制中心到通信节点的路径或不由所述电 网中的电源节点供电的情况下,删除所述通信网中的该通信节点。更为具体地,在步骤SlOl 和步骤S102中,忽略电网中的电流动,并找到耦合网络中由于缺乏连通性不能通过电注入 避免故障的节点。为此,本申请人提供了一种算法。所述算法需要输入耦合网络拓扑以及初 始节点移除集合,并根据上述方法对电网中的电源节点和通信网中的通信节点进行检测, 以及根据检测结果删除电网中的电源节点和通
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