一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法与流程

本发明涉及一种电网规划评估技术领域，尤其涉及一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法。

背景技术：

随着电网规模的不断扩大，其形态表现更为复杂，运行风险也逐渐增大，增加了局部故障演变为大面积停电事故的可能性，而间歇性新能源渗透率的增加进一步加剧了电网的运行风险。

目前，国内外对于电网生存性评估尚没有权威定义，学者从电网结构与运行的不同角度对电网生存性评估开展研究，但现有的生存性评估研究中，未将间歇性能源这一影响电网运行风险的重要因素单独列入考量依据，难以有效评估间歇性能源对电网生存性的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法，从电网潮流运输畅通程度、电网关键环节分布、间歇性能源对电网影响三个方面，提出考虑间歇性能源的电网生存性评估的数学模型，对电网规划方案进行评估。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法，所述方法包括：

对有间歇性能源接入电网的规划方案中进行潮流路径解析，得到各电源点供给各负荷点的功率比例；

基于所述各电源点供给各负荷点的功率比例以及电网运行的状态，筛选出所述规划方案的关键节点与关键支路；

基于所述规划方案的关键节点与关键支路，建立所述规划方案的生存性评估子指标模型，并通过计算得出所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果；

对所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果进行标幺化处理，并根据权重系数计算得出所述规划方案的生存性综合指标；

基于所述规划方案的生存性综合指标，评估所述有间歇性能源接入电网的规划方案的优劣情况。

可选的，所述对有间歇性能源接入电网的规划方案中进行潮流路径解析，得到各电源点供给各负荷点的功率比例包括：

对有间歇性能源接入电网的规划方案中形成发电-负荷节点对集合；

基于潮流分布，搜索所述发电-负荷节点对集合中任意节点对之间的潮流传输路径；

基于所述发电-负荷节点对集合中任意节点对之间的潮流传输路径，通过计算得出各节点对之间的传输功率；

根据所述各节点对之间的传输功率，得到各电源点供给各负荷的功率比例。

可选的，所述规划方案的生存性评估子指标模型包括电网连通度指标模型、关键节点距离度指标模型、关键支路距离度指标模型、间歇性能源距离度指标模型和间歇性能源依赖度指标模型。

可选的，所述电网连通度指标模型的计算公式如下：

所述关键节点距离度指标模型的计算公式如下：

所述关键支路距离度指标模型的计算公式如下：

所述间歇性能源距离度指标模型的计算公式如下：

所述间歇性能源依赖度指标模型的计算公式如下：

其中，cg为电网连通度指标，n为电网节点数，v为电网节点集合，kij为节点对vi、vj在电网中的连通度；abus为关键节点距离度指标，nbus为关键节点数，ni、nj为关键节点，s为关键节点集合，dij为关键节点ni、nj之间的空间距离；abranch为关键支路距离度指标，nbranch为关键支路数，be、bf为关键支路，t为关键支路集合，def为关键支路be、bf之间的空间距离；die为间歇性能源距离度指标，nie为电网中接入的间歇性能源个数，i为间歇性能源，wi为间歇性能源i的额定容量占间歇性能源总容量的比例，davr,i为间歇性能源i的接入点与电网中关键节点的空间距离的平均值；rie为间歇性能源依赖度指标，nload为功率来源于间歇性能源i的比例大于阈值k的负荷节点数。

可选的，所述对所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果进行标幺化处理，并根据权重系数计算得出所述规划方案的生存性综合指标包括：

对所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果进行标幺化处理，其中每个指标的基准值均为该指标在所述规划方案的计算结果中的最大值；

基于层次分析算法，确定所述每个指标的基准值的权重系数；

根据所述每个指标的标准值的权重系数，计算得出所述规划方案的生存性综合指标。

可选的，所述规划方案的生存性综合指标的计算公式如下：

其中，s为所述规划方案的生存性综合指标，α1、α2、α3、α4、α5分贝为连通度、关键节点距离度、关键支路距离度、间歇性能源距离度和间歇性能源依赖度指标的基准值的权重系数，分别为连通度、关键节点距离度、关键支路距离度、间歇性能源距离度和间歇性能源依赖度指标的标幺值。

在本发明实施中，一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法建立了电网生存性评估模型，综合考虑了电网本身的结构与运行特性以及间歇性能源接入的影响，从电网连通程度、关键节点、关键支路以及间歇性能源的分布、负荷对间歇性能源的依赖程度多个方面评价电网规划方案的生存性，为电网规划提供了有益的参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中的一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1，图1是本发明实施例中的一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法的流程示意图。

如图1所示，一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法，所述方法包括：

s11：对有间歇性能源接入电网的规划方案中进行潮流路径解析，得到各电源点供给各负荷点的功率比例；

在本发明具体实施过程中，所述对有间歇性能源接入电网的规划方案中进行潮流路径解析，得到各电源点供给各负荷点的功率比例包括：对有间歇性能源接入电网的规划方案中形成发电-负荷节点对集合；基于潮流分布，搜索所述发电-负荷节点对集合中任意节点对之间的潮流传输路径；基于所述发电-负荷节点对集合中任意节点对之间的潮流传输路径，通过计算得出各节点对之间的传输功率；根据所述各节点对之间的传输功率，得到各电源点供给各负荷的功率比例。

s12：基于所述各电源点供给各负荷点的功率比例以及电网运行的状态，筛选出所述规划方案的关键节点与关键支路；

具体的，所述关键节点包括含节点距离度、节点能力度、节点枢纽介数、节点距离介数、节点能力介数；其中，所述节点距离度表征与节点i直接相连的支路的总电气距离，反映了与该节点直接相连的线路在电网中直接覆盖的电气距离范围；所述节点能力度表征与节点i直接相连的支路的功率传输能力，反映了节点在电网中提供的支路传输能力大小；所述节点枢纽介数表征电网中经过节点i的发电-负荷节点对之间功率传输路径数与电网中所有发电-负荷节点对之间的功率传输路径总数的比值；所述节点距离介数表征电网中经过节点i的发电-负荷节点对之间路径的功率加权传输距离之和与电网中所有发电-负荷节点对之间的传输路径的功率加权传输距离之和的比值；所述节点能力介数表征电网中经过节点i的发电-负荷节点对之间路径的功率加权传输能力之和与电网中所有发电-负荷节点对之间的传输路径的功率加权传输能力之和的比值；所述关键支路包括支路枢纽介数、支路距离介数、支路能力介数；其中，所述支路枢纽介数表征电网中经过支路e连通的发电-负荷节点对间功率传输路径数与电网中发电-负荷节点对间的功率传输路径总数的比值；所述支路距离介数表征电网中经过支路e的发电-负荷节点对之间的路径的功率加权传输距离之和与电网中所有发电-负荷节点对间的功率传输路径的功率加权传输距离之和的比值；所述支路能力介数表征电网中经过支路e的发电-负荷节点对之间路径的功率加权传输能力之和与电网中所有发电-负荷节点对之间的功率传输路径的功率加权传输能力之和的比值。

s13：基于所述规划方案的关键节点与关键支路，建立所述规划方案的生存性评估子指标模型，并通过计算得出所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果；

在本发明具体实施过程中，所述规划方案的生存性评估子指标模型包括电网连通度指标模型、关键节点距离度指标模型、关键支路距离度指标模型、间歇性能源距离度指标模型和间歇性能源依赖度指标模型。

具体的，所述电网连通度指标模型的计算公式如下：

其中，cg为电网连通度指标，n为电网节点数，v为电网节点集合，kij为节点对vi、vj在电网中的连通度，节点对的连通度是指在电网中使得该节点对不连通所要移去的最少支路数；

所述关键节点距离度指标模型的计算公式如下：

其中，abus为关键节点距离度指标，nbus为关键节点数，ni、nj为关键节点，关键节点是指电网中承担重要电能传输任务的节点，s为关键节点集合，dij为关键节点ni、nj之间的空间距离，节点之间的空间距离是指连通2个节点的最少支路数；

所述关键支路距离度指标模型的计算公式如下：

其中，abranch为关键支路距离度指标，nbranch为关键支路数，关键支路是指电网中承担重要电能传输任务的支路，be、bf为关键支路，t为关键支路集合，def为关键支路be、bf之间的空间距离，支路之间的空间距离是指连通2条支路的最少节点数；

所述间歇性能源距离度指标模型的计算公式如下：

其中，die为间歇性能源距离度指标，nie为电网中接入的间歇性能源个数，i为间歇性能源，wi为间歇性能源i的额定容量占间歇性能源总容量的比例，davr,i为间歇性能源i的接入点与电网中关键节点的空间距离的平均值，若接入点为关键节点，空间距离计为0；

所述间歇性能源依赖度指标模型的计算公式如下：

其中，rie为间歇性能源依赖度指标，nload为功率来源于间歇性能源i的比例大于阈值k的负荷节点数。

s14：对所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果进行标幺化处理，并根据权重系数计算得出所述规划方案的生存性综合指标；

在本发明具体实施过程中，所述对所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果进行标幺化处理，并根据权重系数计算得出所述规划方案的生存性综合指标包括：对所述规划方案的生存性评估子指标模型的结果进行标幺化处理，其中每个指标的基准值均为该指标在所述规划方案的计算结果中的最大值；基于层次分析算法，确定所述每个指标的基准值的权重系数；根据所述每个指标的标准值的权重系数，计算得出所述规划方案的生存性综合指标。

具体的，所述规划方案的生存性综合指标的计算公式如下：

其中，s为所述规划方案的生存性综合指标，α1、α2、α3、α4、α5分贝为连通度、关键节点距离度、关键支路距离度、间歇性能源距离度和间歇性能源依赖度指标的基准值的权重系数，分别为连通度、关键节点距离度、关键支路距离度、间歇性能源距离度和间歇性能源依赖度指标的标幺值。

s15：基于所述规划方案的生存性综合指标，评估所述有间歇性能源接入电网的规划方案的优劣情况。

具体的，基于所述规划方案的生存性综合指标s来评估所述规划方案，s越大，则表示该有间歇性能源接入电网的规划方案生存性越好。

在本发明实施中，一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法建立了电网生存性评估模型，综合考虑了电网本身的结构与运行特性以及间歇性能源接入的影响，从电网连通程度、关键节点、关键支路以及间歇性能源的分布、负荷对间歇性能源的依赖程度多个方面评价电网规划方案的生存性，为电网规划提供了有益的参考。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种考虑间歇性能源的电网生存性评估方法进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。