基于脆性理论和组合赋权的复杂电网关键线路识别方法

本发明属于复杂电网的安全分析领域，具体涉及一种基于脆性理论和组合赋权的复杂电网关键线路识别方法。

背景技术：

1、电力系统是典型的非线性和多层次系统，各元件之间存在强烈的非线性相互作用。关键元件失效后可能引发连锁效应，导致整个电力系统瘫痪，给国民经济和社会生活带来严重影响。电力系统的脆性源被激发后，它对全局的影响是通过崩溃行为在元件之间的传递与扩张实现的。脆性事件发生后传播的是事件造成的影响，而影响能够传播的根本原因是电力系统具有脆性。目前，随着智能电网的发展，电力系统的拓扑结构和运行特性变得越来越复杂，因此需要对具有脆性属性的复杂电网进行研究，对电力系统中的关键线路进行有效的监测和诊断，及时发现潜在故障并采取措施，提升电网对脆性行为的预防能力。

2、目前的关键线路辨识方法，存在仅从拓扑或结构单方面进行分析的局限性，并且缺乏对无功功率的考量。此外，针对结构和状态综合评估时，未能全面考虑结构和状态在评价时的影响程度，对权重赋值未做深入分析探讨，如存在主观性强、出现权重失真等问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种组合赋权综合评估方法及复杂电网关键线路识别方法，解决了现有技术中关键线路识别分析方法考量角度单一和出现权重失真等问题。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、组合赋权综合评估方法，应用博弈组合赋权方法，结合直觉模糊层次分析法和critic法确定各单一指标的权重，将多项指标进行整合后综合评估；其中，直觉模糊层次分析法确定主观权重，critic法确定客观权重；采用纳什均衡寻求主观、客观权重之间的一致平衡关系，使综合权重与主客观权重之间的偏差最小化，计算综合权重；应用该综合权重对各项指标进行评估。

4、计算综合权重的公式如下：

5、其中，θ1为直觉模糊层次分析法的权重系数，θ2为critic法的权重系数，wa＝[wa1,wa2,...,wan]为不同赋权方法得到的单一脆性指标权重向量，wai(i＝1,2,...,n)是第i项指标通过第a次赋权得到的权重。

6、转化为如下线性方程求解θa：

7、

8、w*＝[w1*,w2*,...,wn*]τ为博弈组合赋权法最终求得综合权重向量，将w*代入综合脆性指标计算可得到综合脆性值。

9、基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，包括如下步骤：

10、步骤1、分析电力系统的拓扑结构，建立电力系统的复杂网络模型；获取电力系统的初始数据，进行初步的潮流计算，并分析其运行状态；

11、步骤2、建立电力系统单一脆性指标评估各线路的脆性程度；

12、步骤3、计算各线路在不同脆性指标下的结果，并分别针对效益型指标和成本型指标进行归一化，完成指标的标准化处理；

13、步骤4、应用直觉模糊层次分析法计算各项单一脆性指标的主观权重；基于脆性指标间的差异性和冲突性计算信息承载量，应用critic法得到客观权重；

14、步骤5、应用所述组合赋权综合评估方法，得到各单一脆性指标的综合权重；

15、步骤6、对每条线路的综合脆性指标进行计算，得到该线路的综合脆性值，并按照计算结果对线路进行降序排列，输出排序结果，根据结果判断线路的综合脆性程度。

16、评估各线路脆性程度的指标包括但不限于脆性电气介数、脆性潮流分布熵、脆性潮流转移熵和脆性电压偏移量。

17、所述综合脆性指标根据如下公式计算：

18、

19、式中，be'(l)、h'd(l)、h't(l)和δv'(l)分别为脆性电气介数、脆性潮流分布熵、脆性潮流转移熵和脆性电压偏移量标准化处理的结果，w1*、和分别为脆性电气介数、脆性潮流分布熵、脆性潮流转移熵和脆性电压偏移量的权重。

20、所述脆性电气介数、脆性潮流分布熵和脆性电压偏移量为效益型指标；脆性潮流转移熵为成本型指标。

21、效益型指标失效后，引发脆性行为的概率与效益型指标值成正比；成本型指标失效后，引发连锁崩溃的概率与成本型指标值成反比。

22、获取电力系统的初始数据包括但不限于各线路、发电机和负荷的阻抗、电压、功率的初始数据。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、1、该方法综合考虑了电力系统的拓扑结构和运行状态，定义了多项脆性指标，能够充分考虑潮流裕度、节点电压、发电机-负荷容量、潮流转移、无功平衡等多项影响因素。

25、2、利用博弈组合赋权法对多项指标进行综合赋权，兼顾了专家经验和客观数据的优点，提高了方法的准确性和实用性。从而正确地反映系统脆性程度，提高电力系统的脆性预防能力。

26、3、可以高效准确地辨识关键线路，从而帮助电力系统进行监测和控制，及时采取措施防止脆性行为的发生，具有高效、准确、全面等优点，能够为电力系统的监测和控制提供有效的支持，具有重要的应用价值和推广意义。

技术特征：

1.组合赋权综合评估方法，其特征在于：应用博弈组合赋权方法，结合直觉模糊层次分析法和critic法确定各单一指标的权重，将多项指标进行整合后综合评估；其中，直觉模糊层次分析法确定主观权重，critic法确定客观权重；采用纳什均衡寻求主观、客观权重之间的一致平衡关系，使综合权重与主客观权重之间的偏差最小化，计算综合权重；应用该综合权重对各项指标进行评估。

2.根据权利要求1所述的组合赋权综合评估方法，其特征在于：计算综合权重的公式如下：

3.根据权利要求2所述的组合赋权综合评估方法，其特征在于：转化为如下线性方程求解θa：

4.根据权利要求3所述的组合赋权综合评估方法，其特征在于：w*＝[w1*,w2*,...,wn*]τ为博弈组合赋权法最终求得综合权重向量，将w*代入综合脆性指标计算可得到综合脆性值。

5.基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，其特征在于：评估各线路脆性程度的指标包括但不限于脆性电气介数、脆性潮流分布熵、脆性潮流转移熵和脆性电压偏移量。

7.根据权利要求6所述的基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，其特征在于：所述综合脆性指标根据如下公式计算：

8.根据权利要求7所述的基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，其特征在于：所述脆性电气介数、脆性潮流分布熵和脆性电压偏移量为效益型指标；脆性潮流转移熵为成本型指标。

9.根据权利要求8所述的基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，其特征在于：效益型指标失效后，引发脆性行为的概率与效益型指标值成正比；成本型指标失效后，引发连锁崩溃的概率与成本型指标值成反比。

10.根据权利要求5所述的基于综合脆性分析的复杂电网关键线路识别方法，其特征在于：获取电力系统的初始数据包括但不限于各线路、发电机和负荷的阻抗、电压、功率的初始数据。

技术总结
本发明公开了一种基于脆性理论和组合赋权的复杂电网关键线路识别方法。该方法结合了电力系统的拓扑结构和运行状态，采用脆性电气介数、脆性潮流分布熵、脆性潮流转移熵以及脆性电压偏移量等多项指标来评估电力系统中各线路的脆性程度。为了更加准确地综合多项指标，本发明使用博弈组合赋权法，对直觉模糊层次分析法和CRITIC法进行了综合赋权。该方法不仅考虑了不同指标之间的关联性，还能够有效地整合专家经验和客观数据，以兼顾两者的优点。通过博弈组合赋权法的应用，本发明可以更加精准地评估关键线路的重要性，提高电力系统的运行效率和稳定性。

技术研发人员：刘志全,田晓,刘嘉昊,王全胜,田宇
受保护的技术使用者：上海海事大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15