优聚类中点及聚类数目，获得分区聚类结果，完成PQ节点聚类； (6) 基于摄动法计算各PV节点对各PQ区域的区域电压调控灵敏度，将PV节点划分至 其电压调控最灵敏的PQ分区内。2. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤（1)中，采用Newton-Raphson法得到如下潮流方程：忽略有功变化，即认为AP = 0,此时由式（1)得到： 由此定义PQ节点间的电压无功灵敏度为：其中：a是N*N方阵，N为PQ节点数，矩阵任意元素a u表示节点i对节点j的电压 无功灵敏度，由此直接用雅克比矩阵获得电压无功灵敏度。3. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤⑴中，将电压影响耦合强的PQ节点分至同一区，而将耦合弱的节点之间近似解親，定义 PQ节点间电压灵敏度如下：式中，0 u为节点i与j之间电压灵敏度，a u为节点i对节点j的电压无功灵敏度， a 为节点j自身电压无功灵敏度。4. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤⑴中，获得PQ节点间电压灵敏度后，定义节点间的电气距离如下： Dij=Ig(Pij*PJi) (4) 其中，Dlj表示任意两节点i与j间的电气距离，所形成电气距离矩阵对角线元素置0， 即采用相似权，电气距离矩阵D将形成相似度矩阵并作为算法输入。5. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤⑶中，具体方法为：设置相似度矩阵的偏向参数P(i)，在无先验知识时，各P(i)均取S 所有元素中值，这表明AP聚类算法在初始状态时认为每个节点均为等机会的潜在中心点， 无人监督学习过程中，R(i，k)为任一其余节点i向候选聚类中心k传递的证据信息，表示 k从i点获得支持其成为聚类中心点的证据大小；A(i，k)为候选聚类中心k向任一其余节 点i传递的证据信息，表示k自身适合成为i点的聚类中心的证据大小，依据候选聚类中心 点k从其余所有节点搜集到的R(i，k)和A (i，k) (i辛k)基础证据信息得到k节点的综合 适应度R(k，k)和综合响应度A(k，k)两个高级信息参数。6. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤（3)中，证据传递按如下公式进行： R(i，k) iSdlO-maxtAdk' )+S(i，k' )} (k' G {1，2，...，N}，但 k'辛 k) (5)R(k，k) = P (k)-max {A (k，i '）+S (k，i ' )} (i ' G {1，2,…，N}，但 i ' 辛 k) (7) A(k, k) =Ei- ^kmax{0, R(ir , k)} (8) 式中：S(i，k)，S(i，k' )，S(k，i')分别为相似度矩阵i行k列元素，i行k'列元素 以及k行i'列元素；A(i，k')和A(k，i')分别为节点k'向节点i和节点i'向节点k 传递的availability证据信息值；R(i'，k)为节点i'向节点k传递的responsibility 证据信息值； P (k)为相似度矩阵k行k列元素；N为全网PQ节点数；由以上公式可知证据传递仅依 赖相似度矩阵S的非对角元素；启动初值依赖于偏向参数p (i)。7. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤（4)中，一次学习中各点所收集传递到的R(k，k)和A(k，k)证据信息将决定其是否成为 聚类中心点，各点依据确定性证据大小产生竞争，最终筛选出m个高质量的聚类中心点，同 时确定聚类数为m，非聚类中心点i以最大相似度原则归类至各联系最紧密的中心节点，全 网PQ节点分区完成。8. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤（6)中，具体方法包括： (6-1)所有PV节点电压设置为参考电压标幺值； (6-2)对全网进行潮流计算，按照各PQ分区分别存储各区域内的PQ节点的电压标幺 值，并以此作为基准； (6-3)设定PV节点电压摄动上下限值；保持其余PV节点电压不变，仅摄动改变第i个 PV节点的电压，摄动改变PV节点i的电压为VC (j); (6-4)全网进行潮流计算，按各PQ分区分别存储各区域内各PQ节点的电压标么值，判 断此时j是否大于设定值，如果是，则转入步骤（6-5)，如果不是，则返回步骤（6-3)，并将j 值加1 ; (6-5)计算PV节点i分别摄动为上下限电压时，PQ分区中个PQ节点当前电压与基准 态电压偏差绝对值和的均值，将其作为该PV节点对该PQ分区的电压调控灵敏度； (6-6)依次计算各PV节点对各PQ分区的电压调控灵敏度，将各个分区灵敏度排序，将 PV节点划分至灵敏度最大对应的PQ分区内，直到所有PV节点均完成，使得各PV节点均划 分至对应调控最灵敏的PQ分区内。9. 如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述步 骤（6)中，定义PV节点对PQ节点的电压调控灵敏度关系： F ? AVpv= AVpq (9) 式中，AVpr^ A Vptj分别表示PV节点与PQ节点电压变化；F为灵敏度矩阵，当第k个PV 节点电压作微小摄动A Vk，潮流计算得到各PQ节点电压增量[AVP(jl，A Vptj2，…A Vpw]，其 中N为PQ节点数，当A Vk小于设定值时，定义第k个PV节点对各PQ节点的电压调控灵敏，利用摄动法获得PV节点对任一 PQ节点的电压调控灵敏度。10.如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，其特征是：所述 步骤（6)中，PV节点分区的初始状态是m个高质量的PQ分区，需定义单个PV节点对任一 PQ分区的区域电压调控灵敏度，当PQ分区中最大区域节点数A小于阀值优先考 虑精确度，定义PV节点对区域内各PQ节点的灵敏度均值为区域灵敏度；反之X大于阀值 入^时，优先考虑计算量，定义PV节点对PQ分区聚类中心的灵敏度为区域灵敏度；A 依 计算系统容量而取定，且PV节点定义如下：其中：人=Iiiaxln1, n2，…，nj ;h为PQ区域编号；nh为区域h中所含PQ节点数；t为 PQ节点编号；k为PV节点编号；C为PQ分区h的聚类中心PQ节点号；L为PQ分区数，ah 为PV节点k对区域h的电压控制灵敏度；^与AVp.分别表示PV节点k上限电压摄动 增量，及h分区内任一 PQ节点t相应产生的电压增量:A Vk与分A 别表示PV节点k下 限电压摄动增量，及h分区内任一 PQ节点t相应产生的电压增量；及h分区内任一 PQ节点 t相应产生的电压增量；AVpqc与A分别表示PV节点k电压分别向上向下摄动胃.及 AIkBt, h分区内聚类中心PQ点C相应产生的电压增量，由此形成PV节点k对各PQ分区 区域电压调控灵敏度向量：[a。a 2，…，a J。
【专利摘要】本发明公开了一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法，包括以下步骤：基于潮流计算所得的雅克比矩阵获取电压无功灵敏度，基于PQ节点间电压灵敏度，构建PQ节点电气距离矩阵；将PQ节点电气距离矩阵的各元素取负，构建相似度矩阵；得到最优聚类中点及聚类数目，获得分区聚类结果，完成PQ节点聚类；基于摄动法计算各PV节点对各PQ区域的电压调控灵敏度，将PV节点划分至其电压调控最灵敏的PQ分区内。本发明的AP聚类算法应用于电压无功分区可自动得出聚类数目，并且基于确定性证据传播进行无监督学习，有效减少聚类过程中主观因素，有效解决随机搜索问题，算法过程不含随机因素。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105138849
【申请号】CN201510563662
【发明人】贠志皓, 周琼, 丰颖, 孙景文
【申请人】山东大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月7日