基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法

摘要

本发明公开了一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法，包括设置在电网控制系统中的输入模块、广度优先搜索模块、灵敏度分析模块和电力传输路径优选模块。本发明所提出的方法主要通过广度优先搜索算法搜索出所有的直购电电力传输路径，再通过灵敏度分析法计算直购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购电电力传输路径的优选排序，优选排序受影响程度大的电力传输路径。本发明将有利于电力调度中心协调安排发用电计划，预防电力支路潮流重载或过载。

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域,特别涉及一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法。

背景技术

大用户直购电指的是在厂网分开、竞价上网的前提下,大用户和发电企业或者供电企业经过协商,直接签订双边购售电合同,进行电力交易的行为。大用户企业通过直购电可以得到一定的降价，减少生产成本，增加企业的竞争力，发电企业或者供电企业通过参与调节电价来调节供求关系。在电力市场改革的背景下，发电厂与大用户签订直购电交易合约，考虑发电厂与大用户地理位置较远的情况下，分别属于不同的省级电网或区域电网，其直购电交易合约将对相关的输电支路潮流产生不可忽视的影响。如果不能选择合理的电力传输路径，将会造成电力支路潮流重载或过载等问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能够有效预防电力支路潮流重载或过载的远距离直购电交易的电力传输路径的优选系统。

技术方案：本发明提供了一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选系统，包括设置在电网控制系统中的输入模块、广度优先搜索模块、灵敏度分析模块和电力传输路径优选模块；

所述输入模块用于接收直购电交易信息，并将接收到的信息传输给广度优先搜索模块；

所述广度优先搜索模块根据输入模块发送的直购电交易信息，在电网拓扑结构中定位直购电发电节点和大用户节点，并由发电节点作为初始节点进行广度优先搜索，遍历所有存在于发电节点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，形成电力传输路径集合；

所述灵敏度分析模块用于计算直购电发电节点对电力传输路径集合中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度；同时计算出输电路径集合中每一条路径的累积潮流灵敏度，并将计算的结果发送到电力传输路径优选模块；

所述电力传输路径优选模块根据接收到的结果按照从大到小的顺序排列。

本发明提供了一种采用上述基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1：向输入模块中输入直购电交易信息；

步骤2：根据步骤1中输入的直购电交易信息，在电网拓扑结构中定位直购电发电节点和大用户节点，由发电节点作为初始节点进行广度优先搜索，遍历所有存在于发电节点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，形成电力传输路径集合。其中，每一条电力传输路径由直购电发电节点出发，流经相关的电力支路，到达直购电大用户节点，即为一条电力传输路径。电力支路即为电网中相邻两个节点之间的传输路径。

步骤3：根据步骤2中获得的电力传输路径集合，针对其中每一条电力传输路径，计算直购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度；

步骤4：根据步骤3获得的电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购电电力传输路径的优选排序。

进一步，所述步骤1中输入的直购电交易信息包括直购电交易电量、直购电交易双方地理位置信息、输电电网网架、电压等级。其中，直购电交易电量影响直购电交易对电力传输路径的灵敏度，电压等级是在直购电交易合约中要求大用户符合行业准入条件的用电电压等级。

进一步，所述步骤2中结合广度优先搜索算法搜索出所有的直购电电力传输路径的方法为：

步骤21：首先访问直购电发电节点j并且标记其已访问过；

步骤22：从直购电发电节点j开始访问与其相邻接的其他节点L_1a，L_1b…，并均标记为已访问过；

步骤23：根据步骤22的顺序访问每个节点L_1a，L_1b…的所有未被访问过的邻接节点L_2a，L_2b…，并均标记为已访问过；

步骤24：再从步骤23中的节点L_2a，L_2b…出发访问相邻的没有被访问的节点L_3a，L_3b…，直到访问到直购电大用户节点i为止；并记录从直购电发电节点到大用户节点的所有的电力传输路径。

工作原理：本发明通过广度优先搜索算法搜索出所有的直购电电力传输路径，再通过灵敏度分析法计算直购电发电节点对电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购电电力传输路径的优选排序，优选排序受影响程度大的电力传输路径。与普通传输路径相比较，累积灵敏度大的电力传输路径受直购电交易的影响程度大，根据其受影响程度的大小，优选排序受影响程度大的电力传输路径，将有利于电力调度中心协调安排发用电计划，预防电力支路潮流重载或过载。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的方法更加简单，能够快速、准确的获得直购电的电力传输的最优路径，同时采用发明后能够有效的预防在直购电过程中造成的电力支路潮流重载或过载。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

本发明提供了一种基于路径遍历和灵敏度结合的电力传输路径的优选系统，包括设置在电网控制系统中的输入模块、广度优先搜索模块、灵敏度分析模块和电力传输路径优选模块。如图1所示，其对直购电交易的电力传输路径的优选方法为：具体包括以下步骤：

步骤1：向电网控制系统中的输入模块中输入直购电交易信息；直购电交易信息包括直购电交易电量、直购电交易双方地理位置信息、输电电网网架、电压等级等数据。输入模块将接收到的数据输入到广度优先搜索模块中；

步骤2：广度优先搜索模块根据步骤1中输入的直购电交易信息，在电网拓扑结构中定位直购电发电节点和大用户节点，由发电节点作为初始节点进行广度优先搜索，遍历所有存在于发电节点和直购电大用户节点之间的电力传输路径，每一条电力传输路径由直购电发电节点出发，流经相关的电力支路，到达直购电大用户节点，作为一条电力传输路径。遍历所有的电力传输路径，形成电力传输路径集合；具体包括以下步骤：

步骤21：首先访问直购电发电节点j并且标记其已访问过；

步骤22：从直购电发电节点j开始访问与其相邻接的其他节点L₁₁，L₁₂…，并均标记为已访问过；

步骤23：根据步骤22的顺序访问每个节点L₁₁，L₁₂…的所有未被访问过的邻接节点L₂₁，L₂₂…，并均标记为已访问过；

步骤24：再从步骤23中的节点L₂₁，L₂₂…出发访问相邻的没有被访问的顶点L₃₁，L₃₂…，直到访问到直购电大用户节点i为止。并记录从直购电发电节点j到大用户节点i的所有的电力传输路径,形成电力传输路径集合。其中，被访问的每两个相邻节点之间为一条支路。

步骤3：灵敏度分析模块根据步骤2中获得的电力传输路径集合，针对其中每一条电力传输路径，计算直购电发电节点对交易路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度；

其中，灵敏度分析法是利用研究系统中某些物理量的微分关系，来取得因变量对自变量敏感度大小的方法，本发明主要通过灵敏度分析法计算直购电发电节点对电力支路的潮流灵敏度，其中，灵敏度分析公式为：

即

$>\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta P}}_k^{ij}=G_{k-ij}{\mathrm{\Delta P}}_{ij}\\ G_{k-ij}=\frac{X_{ai}-X_{aj}-X_{bi}+X_{bj}}{x_k}\end{array};$>

式中，ΔP_ij为电网中直购电发电节点j和大用户节点i之间的有功功率变化量；为支路k的功率变化；G_k-ij为直购电发电节点j和大用户节点i对支路k的灵敏度；x_k为支路k的电抗；X为直流潮流中B₀的逆矩阵，B₀为整个电网中每条支路的电纳组成的n×n阶电纳矩阵，其中，n表示整个电网拓扑结构中节点的总数。X_ai为矩阵X中的第a行第i列元素，X_aj为矩阵X中的第a行第j列元素，X_bi为矩阵X中的第b行第i列元素，X_bj为矩阵X中的第b行第j列元素；M_k为支路k的节点-支路关联矢量，只在支路k的两端节点a，b的对应位置处有+1和-1两个非零元素，其余元素皆为零,其中，为M_k的转置。e_i为单位列矢量，只在大用户节点i所对应位置有非零元素1，其余都是零元素；e_j为单位列矢量，只在直购电发电节点j所对应位置有非零元素1，其余都是零元素。

根据上述公式对电力传输路径中包含的每一条电力支路进行灵敏度计算，得到直购电发电节点对电力支路的潮流灵敏度。

步骤4：电力传输路径优选模块根据步骤3获得的电力传输路径中包含的每一条电力支路的潮流灵敏度，叠加计算得到每一条电力传输路径的累积灵敏度，根据累积灵敏度数值从大到小进行直购电电力传输路径的优选排序，从而可以根据需求在优选排序中选择直购电交易的电力传输路径。