【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及交流輸電，尤其涉及基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法。
技術介紹
1、隨著電力系統的快速發展，不同電壓等級的電網正在同步增長，形成了1000/500/220kv跨多電壓等級的電磁環網結構。在電網發展的早期階段，跨電壓等級的電磁環網在提升輸電能力和保障供電穩定性方面發揮了關鍵作用。但隨著特高壓交流系統的逐步完善和潮流承載量的增加，早期的電磁環網逐漸成為電網安全穩定運行的潛在風險。在高電壓電網發生故障時，電力潮流可能會轉移到低電壓電網，給后者帶來巨大的壓力，甚至可能引發連鎖反應，導致局部電網的大規模停電。因此，為了確保電網的穩定運行，解決電磁環網對電網安全穩定運行的威脅，已成為電力系統領域亟需解決的問題。
2、目前，電磁環網的分區方法主要有兩種：基于經驗的分區法和基于搜索的分區法。基于經驗的分區法依賴于運行人員的專業知識和長期經驗，通過斷開特定線路或調整變電站母線的運行方式來實現電網分區。然而，隨著電網規模的擴大和電網互聯程度的提高，這種方法缺乏對電網整體結構的深入研究。基于搜索的分區法通過計算機輔助分析，針對特定的電網運行問題，利用電力系統的整體拓撲結構進行搜索。但現有搜索分區法在新項目投產后需重新進行分區劃分，靈活性不足。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供了基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，包括：
2、步驟1：基于受端電網模型設置分區參數，基于電壓等級設置短路電流遮斷值；p>
3、步驟2：將所述受端電網模型簡化為加權無向拓撲圖，所述加權無向拓撲圖以母線為節點；
4、步驟3：基于louvain算法將所述節點劃分為多個社區，計算每個所述社區的模塊度；
5、步驟4：計算每個所述節點分配至其相鄰節點所在的所述社區后的每個所述社區的模塊增益度，若所述模塊增益度大于0，則將每個所述節點重復移動至其所述相鄰節點所在的所述社區，直至各個所述社區的所述模塊度為最大值；
6、步驟5：判斷所有所述節點移動結束后形成的所述社區是否滿足分區規模，若是，則根據等效電壓源法計算各所述節點的三相短路電流；若否，重新構建所述加權無向拓撲圖，并重復所述步驟4；
7、步驟6：判斷各分區的所述三相短路電流是否滿足所述短路電流遮斷值，若是，則輸出分區方案；若否，重新構建所述加權無向拓撲圖，并重復步驟4；
8、步驟7：當全部所述節點被分入同一所述社區時，結束輸出所述分區方案，對全部所述分區方案進行指標評估，選取最優分區方案。
9、優選地，所述加權無向拓撲圖以變壓器、線路為邊，所述變壓器、所述線路的電抗值的倒數為所述邊的加權值。
10、優選地，將所述受端電網模型進行簡化為所述加權無向拓撲圖包括：
11、步驟201：將區外電源等值為無限大功率電源與內阻抗形成的串聯電路模型，計算內阻抗的電抗標幺值；
12、步驟202：根據受端電網實際情況，計算1000kv樞紐變電站主變壓器和500kv樞紐變電站主變壓器的短路電抗標幺值；
13、步驟203：根據所述受端電網實際情況，計算500kv變電站以及220kv變電站之間的線路電抗標幺值；
14、步驟204：基于所述電抗標幺值、所述短路電抗標幺值、所述線路電抗標幺值將所述受端電網模型簡化為所述加權無向拓撲圖。
15、優選地，基于所述louvain算法將所述節點劃分為多個所述社區，計算每個所述社區的所述模塊度包括：
16、判斷所述節點是否已分區運行，若是，則基于louvain算法將處于同一分區的所述節點分配至同一所述社區，計算每個社區的模塊度；若否，則基于所述louvain算法將每個所述節點作為一個所述社區，計算每個所述社區的模塊度；
17、所述模塊度q的表達式如下：
18、
19、式中，aij為節點i和節點j之間的邊權重；ki和kj分別為所述節點i和所述節點j的度數，即所述節點i和所述節點j所擁有的邊的權重之和；ci和cj是所述節點i和所述節點j所屬的社區id；δ(ci,cj)為指示函數，若ci＝cj時，則所述節點i和所述節點j屬于同一所述社區，指示函數取值為1，否則為0；m為所述加權無向拓撲圖中所有所述邊的權重總和。
20、優選地，所述模塊增益度δq的表達式為：
21、
22、其中，ki,in是節點i到其相鄰節點所在的社區b中節點的邊的權重之和；ki是節點i的邊的權重之和；∑tot是社區b中所有節點的邊的權重之和；m是加權無向拓撲圖中所有邊的權重之和。
23、優選地，在所述節點移動過程中，將所述節點之間的連接關系和電氣參數，以及所述模塊度的整體提高程度作為參考因素。
24、優選地，重新構建所述加權無向拓撲圖包括：
25、通過將所述步驟2中生成的所述加權無向拓撲圖中的社區作為新節點，將所述步驟2中所述社區內全部所述節點至其他所述社區內的所述節點之間的聯系作為新邊，將步驟2中生成的所述加權無向拓撲圖中的所述社區之間的連接強度作為新邊的權重。
26、優選地，對全部所述分區方案進行指標評估，選取最優分區方案包括：
27、步驟701：獲取受端電網數據，計算分區方案i的電網評價指標；
28、步驟702：計算所述分區方案i的電網評價向量xi的模|xi|；
29、步驟703：對模|xi|進行排序，選取模值最大的所述分區方案作為所述最優分區方案。
30、優選地，所述電網評價指標包括：模塊度指標q、故障下線路過載指標r1、負荷切倒量指標r2、短路電流指標is、電力電量平衡裕度指標pmar。
31、本專利技術具有的有益效果如下：
32、本專利技術提供了基于louvain算法的電磁環網分區優化規劃方法，旨在提高電網的運行效率和穩定性，同時減少電網規劃和運行中的復雜性。相較于傳統搜索的分區法，本專利技術提供的方法可實現全部節點完全分裂的電網初始分區方案尋優；也可由現狀實際運行分區方案為基礎，進行分區方案尋優。
33、本專利技術提供的方法特別適合于大規模網絡的發現問題，算法的收斂速度非常快，能夠在較短的時間內實現大規模網絡的社區劃分；同時本方法提供分層的分區結果，可以在不同的粒度級別上發現層級社區結構，為復雜電磁環網的優化提供了更多的方案。
34、本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
35、為使本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
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1.基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，所述加權無向拓撲圖以變壓器、線路為邊，所述變壓器、所述線路的電抗值的倒數為所述邊的加權值。
3.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，將所述受端電網模型進行簡化為所述加權無向拓撲圖包括：
4.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，基于所述Louvain算法將所述節點劃分為多個所述社區，計算每個所述社區的所述模塊度包括：
5.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，所述模塊增益度ΔQ的表達式為：
6.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，在所述節點移動過程中，將所述節點之間的連接關系和電氣參數，以及所述模塊度的整體提高程度作為參考因素。
7.根據權利要求1所述
8.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，對全部所述分區方案進行指標評估，選取最優分區方案包括：
9.根據權利要求8所述的基于Louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，所述電網評價指標包括：模塊度指標Q、故障下線路過載指標R1、負荷切倒量指標R2、短路電流指標IS、電力電量平衡裕度指標Pmar。
...【技術特征摘要】
1.基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，所述加權無向拓撲圖以變壓器、線路為邊，所述變壓器、所述線路的電抗值的倒數為所述邊的加權值。
3.根據權利要求1所述的基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，將所述受端電網模型進行簡化為所述加權無向拓撲圖包括：
4.根據權利要求1所述的基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，基于所述louvain算法將所述節點劃分為多個所述社區，計算每個所述社區的所述模塊度包括：
5.根據權利要求1所述的基于louvain算法的復雜電磁環網分區優化規劃方法，其特征在于，所述模塊增益度δq...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李媛媛，閆大威，董逸超，宋佳，李慧，宣文博，祝牧，張德政，劉忠義，陳怡文，趙高帥，
申請(專利權)人：國網天津市電力公司，
類型：發明
國別省市：
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