基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選方法，包括設(shè)置在電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的輸入模塊、廣度優(yōu)先搜索模塊、靈敏度分析模塊和電力傳輸路徑優(yōu)選模塊。本發(fā)明所提出的方法主要通過(guò)廣度優(yōu)先搜索算法搜索出所有的直購(gòu)電電力傳輸路徑，再通過(guò)靈敏度分析法計(jì)算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路的潮流靈敏度，疊加計(jì)算得到每一條電力傳輸路徑的累積靈敏度，根據(jù)累積靈敏度數(shù)值從大到小進(jìn)行直購(gòu)電電力傳輸路徑的優(yōu)選排序，優(yōu)選排序受影響程度大的電力傳輸路徑。本發(fā)明將有利于電力調(diào)度中心協(xié)調(diào)安排發(fā)用電計(jì)劃，預(yù)防電力支路潮流重載或過(guò)載。
【專利說(shuō)明】
基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力 傳輸路徑的優(yōu)選方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大用戶直購(gòu)電指的是在廠網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的前提下，大用戶和發(fā)電企業(yè)或者供 電企業(yè)經(jīng)過(guò)協(xié)商，直接簽訂雙邊購(gòu)售電合同，進(jìn)行電力交易的行為。大用戶企業(yè)通過(guò)直購(gòu)電 可W得到一定的降價(jià)，減少生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)電企業(yè)或者供電企業(yè)通過(guò)參與 調(diào)節(jié)電價(jià)來(lái)調(diào)節(jié)供求關(guān)系。在電力市場(chǎng)改革的背景下，發(fā)電廠與大用戶簽訂直購(gòu)電交易合 約，考慮發(fā)電廠與大用戶地理位置較遠(yuǎn)的情況下，分別屬于不同的省級(jí)電網(wǎng)或區(qū)域電網(wǎng)，其 直購(gòu)電交易合約將對(duì)相關(guān)的輸電支路潮流產(chǎn)生不可忽視的影響。如果不能選擇合理的電力 傳輸路徑，將會(huì)造成電力支路潮流重載或過(guò)載等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種能夠有效預(yù)防電力支路 潮流重載或過(guò)載的遠(yuǎn)距離直購(gòu)電交易的電力傳輸路徑的優(yōu)選系統(tǒng)。
[0004] 技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選 系統(tǒng)，包括設(shè)置在電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的輸入模塊、廣度優(yōu)先捜索模塊、靈敏度分析模塊和電力 傳輸路徑優(yōu)選模塊；
[0005] 所述輸入模塊用于接收直購(gòu)電交易信息，并將接收到的信息傳輸給廣度優(yōu)先捜索 模塊；
[0006] 所述廣度優(yōu)先捜索模塊根據(jù)輸入模塊發(fā)送的直購(gòu)電交易信息，在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中 定位直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)和大用戶節(jié)點(diǎn)，并由發(fā)電節(jié)點(diǎn)作為初始節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先捜索，遍歷 所有存在于發(fā)電節(jié)點(diǎn)和直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)之間的電力傳輸路徑，形成電力傳輸路徑集合；
[0007] 所述靈敏度分析模塊用于計(jì)算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力傳輸路徑集合中包含的每 一條電力支路的潮流靈敏度；同時(shí)計(jì)算出輸電路徑集合中每一條路徑的累積潮流靈敏度， 并將計(jì)算的結(jié)果發(fā)送到電力傳輸路徑優(yōu)選模塊；
[000引所述電力傳輸路徑優(yōu)選模塊根據(jù)接收到的結(jié)果按照從大到小的順序排列。
[0009] 本發(fā)明提供了一種采用上述基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選 方法，其特征在于:包括W下步驟：
[0010] 步驟1:向輸入模塊中輸入直購(gòu)電交易信息；
[0011] 步驟2:根據(jù)步驟1中輸入的直購(gòu)電交易信息，在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中定位直購(gòu)電發(fā)電 節(jié)點(diǎn)和大用戶節(jié)點(diǎn)，由發(fā)電節(jié)點(diǎn)作為初始節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先捜索，遍歷所有存在于發(fā)電節(jié) 點(diǎn)和直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)之間的電力傳輸路徑，形成電力傳輸路徑集合。其中，每一條電力傳 輸路徑由直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)出發(fā)，流經(jīng)相關(guān)的電力支路，到達(dá)直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)，即為一條電 力傳輸路徑。電力支路即為電網(wǎng)中相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸路徑。
[0012] 步驟3:根據(jù)步驟2中獲得的電力傳輸路徑集合，針對(duì)其中每一條電力傳輸路徑，計(jì) 算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路的潮流靈敏度；
[0013] 步驟4:根據(jù)步驟3獲得的電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路的潮流靈敏度， 疊加計(jì)算得到每一條電力傳輸路徑的累積靈敏度，根據(jù)累積靈敏度數(shù)值從大到小進(jìn)行直購(gòu) 電電力傳輸路徑的優(yōu)選排序。
[0014] 進(jìn)一步，所述步驟1中輸入的直購(gòu)電交易信息包括直購(gòu)電交易電量、直購(gòu)電交易雙 方地理位置信息、輸電電網(wǎng)網(wǎng)架、電壓等級(jí)。其中，直購(gòu)電交易電量影響直購(gòu)電交易對(duì)電力 傳輸路徑的靈敏度，電壓等級(jí)是在直購(gòu)電交易合約中要求大用戶符合行業(yè)準(zhǔn)入條件的用電 電壓等級(jí)。
[0015] 進(jìn)一步，所述步驟2中結(jié)合廣度優(yōu)先捜索算法捜索出所有的直購(gòu)電電力傳輸路徑 的方法為：
[0016] 步驟21:首先訪問(wèn)直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j并且標(biāo)記其已訪問(wèn)過(guò)；
[0017] 步驟22:從直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j開(kāi)始訪問(wèn)與其相鄰接的其他節(jié)點(diǎn)，并均標(biāo)記 為已訪問(wèn)過(guò)；
[001引步驟23:根據(jù)步驟22的順序訪問(wèn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)Lia，Lib…的所有未被訪問(wèn)過(guò)的鄰接節(jié)點(diǎn) l2a，L2b…，并均標(biāo)記為已訪問(wèn)過(guò)；
[001 9]步驟24:再?gòu)牟襟E23中的節(jié)點(diǎn)L2a，L2b…出發(fā)訪問(wèn)相鄰的沒(méi)有被訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)L3a， l3b…，直到訪問(wèn)到直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)i為止;并記錄從直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)到大用戶節(jié)點(diǎn)的所有 的電力傳輸路徑。
[0020] 工作原理:本發(fā)明通過(guò)廣度優(yōu)先捜索算法捜索出所有的直購(gòu)電電力傳輸路徑，再 通過(guò)靈敏度分析法計(jì)算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路的潮流 靈敏度，疊加計(jì)算得到每一條電力傳輸路徑的累積靈敏度，根據(jù)累積靈敏度數(shù)值從大到小 進(jìn)行直購(gòu)電電力傳輸路徑的優(yōu)選排序，優(yōu)選排序受影響程度大的電力傳輸路徑。與普通傳 輸路徑相比較，累積靈敏度大的電力傳輸路徑受直購(gòu)電交易的影響程度大，根據(jù)其受影響 程度的大小，優(yōu)選排序受影響程度大的電力傳輸路徑，將有利于電力調(diào)度中屯、協(xié)調(diào)安排發(fā) 用電計(jì)劃，預(yù)防電力支路潮流重載或過(guò)載。
[0021] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法更加簡(jiǎn)單，能夠快速、準(zhǔn)確的獲得 直購(gòu)電的電力傳輸?shù)淖顑?yōu)路徑，同時(shí)采用發(fā)明后能夠有效的預(yù)防在直購(gòu)電過(guò)程中造成的電 力支路潮流重載或過(guò)載。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0024] 本發(fā)明提供了一種基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選系統(tǒng)，包括 設(shè)置在電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的輸入模塊、廣度優(yōu)先捜索模塊、靈敏度分析模塊和電力傳輸路徑 優(yōu)選模塊。如圖1所示，其對(duì)直購(gòu)電交易的電力傳輸路徑的優(yōu)選方法為:具體包括W下步驟：
[0025] 步驟1:向電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的輸入模塊中輸入直購(gòu)電交易信息;直購(gòu)電交易信息包 括直購(gòu)電交易電量、直購(gòu)電交易雙方地理位置信息、輸電電網(wǎng)網(wǎng)架、電壓等級(jí)等數(shù)據(jù)。輸入 模塊將接收到的數(shù)據(jù)輸入到廣度優(yōu)先捜索模塊中；
[0026] 步驟2:廣度優(yōu)先捜索模塊根據(jù)步驟1中輸入的直購(gòu)電交易信息，在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 中定位直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)和大用戶節(jié)點(diǎn)，由發(fā)電節(jié)點(diǎn)作為初始節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先捜索，遍歷 所有存在于發(fā)電節(jié)點(diǎn)和直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)之間的電力傳輸路徑，每一條電力傳輸路徑由直 購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)出發(fā)，流經(jīng)相關(guān)的電力支路，到達(dá)直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)，作為一條電力傳輸路 徑。遍歷所有的電力傳輸路徑，形成電力傳輸路徑集合;具體包括W下步驟：
[0027] 步驟21:首先訪問(wèn)直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j并且標(biāo)記其已訪問(wèn)過(guò)；
[002引步驟22:從直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j開(kāi)始訪問(wèn)與其相鄰接的其他節(jié)點(diǎn)…，并均標(biāo)記 為已訪問(wèn)過(guò)；
[0029] 步驟23:根據(jù)步驟22的順序訪問(wèn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)Lii，Li2…的所有未被訪問(wèn)過(guò)的鄰接節(jié)點(diǎn) 121，L22…，并均標(biāo)記為已訪問(wèn)過(guò)；
[0030] 步驟24:再?gòu)牟襟E23中的節(jié)點(diǎn)L2i，L22…出發(fā)訪問(wèn)相鄰的沒(méi)有被訪問(wèn)的頂點(diǎn)L31， 132…，直到訪問(wèn)到直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)i為止。并記錄從直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)大用戶節(jié)點(diǎn)i的所 有的電力傳輸路徑，形成電力傳輸路徑集合。其中，被訪問(wèn)的每?jī)蓚€(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間為一條支 路。
[0031] 步驟3:靈敏度分析模塊根據(jù)步驟2中獲得的電力傳輸路徑集合，針對(duì)其中每一條 電力傳輸路徑，計(jì)算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)交易路徑中包含的每一條電力支路的潮流靈敏度；
[0032] 其中，靈敏度分析法是利用研究系統(tǒng)中某些物理量的微分關(guān)系，來(lái)取得因變量對(duì) 自變量敏感度大小的方法，本發(fā)明主要通過(guò)靈敏度分析法計(jì)算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力支路 的潮流靈敏度，其中，靈敏度分析公式為：
[0033]
[0034]
[0035]
[0036] 式中，A Pij為電網(wǎng)中直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j和大用戶節(jié)點(diǎn)i之間的有功功率變化量； A心為支路k的功率變化;Gk-U為直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)巧日大用戶節(jié)點(diǎn)i對(duì)支路k的靈敏度;禮為 支路k的電抗;X為直流潮流中Bo的逆矩陣，Bo為整個(gè)電網(wǎng)中每條支路的電納組成的n X n階電 納矩陣，其中，n表示整個(gè)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。Xa功矩陣X中的第a行第i列元素，Xaj 為矩陣X中的第a行第j列元素，Xbi為矩陣X中的第b行第i列元素，Xbj為矩陣X中的第b行第j 列元素;Mk為支路k的節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)矢量，只在支路k的兩端節(jié)點(diǎn)a, b的對(duì)應(yīng)位置處有+1和- 1兩個(gè)非零元素，其余元素皆為零，
其中，.峨'為Mk的轉(zhuǎn)置。ei為單位 列矢量，只在大用戶節(jié)點(diǎn)i所對(duì)應(yīng)位置有非零元素1，其余都是零元素;ej為單位列矢量，只 在直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j所對(duì)應(yīng)位置有非零元素1，其余都是零元素。
[0037] 根據(jù)上述公式對(duì)電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路進(jìn)行靈敏度計(jì)算，得到直 購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力支路的潮流靈敏度。
[0038]步驟4:電力傳輸路徑優(yōu)選模塊根據(jù)步驟3獲得的電力傳輸路徑中包含的每一條電 力支路的潮流靈敏度，疊加計(jì)算得到每一條電力傳輸路徑的累積靈敏度，根據(jù)累積靈敏度 數(shù)值從大到小進(jìn)行直購(gòu)電電力傳輸路徑的優(yōu)選排序，從而可W根據(jù)需求在優(yōu)選排序中選擇 直購(gòu)電交易的電力傳輸路徑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置在 電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的輸入模塊、廣度優(yōu)先搜索模塊、靈敏度分析模塊和電力傳輸路徑優(yōu)選模 塊； 所述輸入模塊用于接收直購(gòu)電交易信息，并將接收到的信息傳輸給廣度優(yōu)先搜索模 塊； 所述廣度優(yōu)先搜索模塊根據(jù)輸入模塊發(fā)送的直購(gòu)電交易信息，在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中定位 直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)和大用戶節(jié)點(diǎn)，并由發(fā)電節(jié)點(diǎn)作為初始節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，遍歷所有 存在于發(fā)電節(jié)點(diǎn)和直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)之間的電力傳輸路徑，形成電力傳輸路徑集合； 所述靈敏度分析模塊用于計(jì)算直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力傳輸路徑集合中包含的每一條 電力支路的潮流靈敏度；同時(shí)計(jì)算出輸電路徑集合中每一條路徑的累積潮流靈敏度，并將 計(jì)算的結(jié)果發(fā)送到電力傳輸路徑優(yōu)選模塊； 所述電力傳輸路徑優(yōu)選模塊根據(jù)接收到的結(jié)果按照從大到小的順序排列。2. -種采用權(quán)利要求1所述的基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選方 法，其特征在于:包括以下步驟： 步驟1:向輸入模塊中輸入直購(gòu)電交易信息； 步驟2:根據(jù)步驟1中輸入的直購(gòu)電交易信息，在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中定位直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn) 和大用戶節(jié)點(diǎn)，由發(fā)電節(jié)點(diǎn)作為初始節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，遍歷所有存在于發(fā)電節(jié)點(diǎn)和 直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)之間的電力傳輸路徑，形成電力傳輸路徑集合； 步驟3:根據(jù)步驟2中獲得的電力傳輸路徑集合，針對(duì)其中每一條電力傳輸路徑，計(jì)算直 購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)對(duì)電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路的潮流靈敏度； 步驟4:根據(jù)步驟3獲得的電力傳輸路徑中包含的每一條電力支路的潮流靈敏度，疊加 計(jì)算得到每一條電力傳輸路徑的累積靈敏度，根據(jù)累積靈敏度數(shù)值從大到小進(jìn)行直購(gòu)電電 力傳輸路徑的優(yōu)選排序。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選方法，其 特征在于:所述步驟1中輸入的直購(gòu)電交易信息包括直購(gòu)電交易電量、直購(gòu)電交易雙方地理 位置信息、輸電電網(wǎng)網(wǎng)架、電壓等級(jí)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于路徑遍歷和靈敏度結(jié)合的電力傳輸路徑的優(yōu)選方法，其 特征在于:所述步驟2中結(jié)合廣度優(yōu)先搜索算法搜索出所有的直購(gòu)電電力傳輸路徑的方法 為： 步驟21:首先訪問(wèn)直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j并且標(biāo)記其已訪問(wèn)過(guò)； 步驟22:從直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)j開(kāi)始訪問(wèn)與其相鄰接的其他節(jié)點(diǎn)Lla，Llb···，并均標(biāo)記為已 訪問(wèn)過(guò)； 步驟23:根據(jù)步驟22的順序訪問(wèn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)Lla，Llb···的所有未被訪問(wèn)過(guò)的鄰接節(jié)點(diǎn)L 2a， L2b···，并均標(biāo)記為已訪問(wèn)過(guò)； 步驟24:再?gòu)牟襟E23中的節(jié)點(diǎn)L2a，L2b···出發(fā)訪問(wèn)相鄰的沒(méi)有被訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)L 3a，L3b···，直 到訪問(wèn)到直購(gòu)電大用戶節(jié)點(diǎn)i為止;并記錄從直購(gòu)電發(fā)電節(jié)點(diǎn)到大用戶節(jié)點(diǎn)的所有的電力 傳輸路徑。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK106022526SQ201610353887
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】喻潔, 楊爭(zhēng)林, 耿建, 薛必克, 鄭亞先, 程海花, 劉莉莉, 史新紅, 王高琴, 郭艷敏, 邵平, 龍?zhí)K巖, 徐駿, 黃春波, 呂建虎, 葉飛, 陳愛(ài)林
【申請(qǐng)人】東南大學(xué), 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院