一种基于图论算法的沿海地区防风保安电网网架构建方法

摘要

一种基于图论算法的沿海地区防风保安电网网架构建方法，采用图论路径搜索算法对现状及规划电网220kV及以上的网架拓扑结构进行辨识，得到拓扑中各站点和线路对于正常运行及快速恢复供电的重要程度，形成地区电网220kV及以上的核心骨干网架；同时，梳理重要用户供电路径，根据重要用户分布情况，差异化选取向重要用户供电的关键站点和线路，形成重要用户保供电辐射型鱼骨网架；然后，按照网架安全性要求，选取中心城区与外区联络线路；最后，将核心骨干网架、辐射型鱼骨网架、中心城区与外区联络线路三者有机结合来构建网架。本发明能有效提高地区电网抵御台风等自然灾害侵袭、保障重要用户及区域供电的能力。

主权项

一种基于图论路径算法的沿海地区防风保安电网网架构建方法，其特征在于包括以下步骤：S1获取沿海地区电网网架拓扑结构现状及规划数据，并生成各年份220kV及以上级站点、线路的拓扑参数矩阵；所述的步骤S1中，沿海地区规划电网的网架结构数据包括110kV及以上的变电站、电厂、110kV及以上线路的起点和终点、线路长度、线路输送功率、线路架设情况；将220kV及以上的变电站、电厂和线路的原始数据生成参数矩阵，参数矩阵包含了本地区站点以及与本地区有联络的外区站点的编号矩阵，各站点间最短线路的长度矩阵、各站点间并列线路条数矩阵；S2评估向所述沿海地区电网供电电源点的重要度；所述的步骤S2包括：以本地区的500kV变电站、220kV电厂、与外区的220kV联络线路共同组成本地区电网的电源点集，其余的220kV站点组成本地区电网的变电站点集；电源点重要度为该电源点各出线重要度的累加，计算公式如下：$P_{\mathrm{power}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{L}_i---\left(1\right);$式中，P_power为某一个电源点的重要度，假如该电源具有N回出线，则L_i为电源第i回出线的重要度，若第i回出线存在与其余出线同杆架设情况时取0.25，否则取0.3；S3采用图论路径搜索算法计算220kV及以上站点、线路的拓扑重要度；所述的步骤S3包括以下子步骤：S3‑1，将220kV站点和线路的拓扑矩阵作为图论路径搜索算法程序的输入，按“电源点→变电站”方式搜索从电源点集中任一电源点到变电站点集中任一变电站的所有可到达的路径；对于变电站集中任一变电站，获取所有可行路径集后，计算每一条可行路径相对的拓扑重要度；进而得到组成该可行路径的所有电源点、变电站以及线路的拓扑重要度；计算公式如下：$\left\{\begin{array}{c}{\Gamma }_{\mathrm{path}}^{l_n}=\frac{\mathrm{Min}(L_{l_1},...,L_{l_n},...,L_{l_N})}{L_{l_n}}\\ {\Gamma }_{\mathrm{station}\left(i\right)}^{l_n}={\Gamma }_{\mathrm{path}}^{l_n}\times P_{\mathrm{path}-\mathrm{head}}^{l_n}\times {\theta }_{\mathrm{path}}^{l_n}\\ {\Gamma }_{\mathrm{line}(i-j)}^{l_n}={\Gamma }_{\mathrm{path}}^{l_n}\times P_{\mathrm{path}-\mathrm{head}}^{l_n}\times {\theta }_{\mathrm{path}}^{l_n}\end{array}\right.$其中：式中，为任一变电站的路径集共N条路径中第l_n条路径的长度，为路径集中最短路径的长度，为第l_n条路径的拓扑重要度，为第l_n条路径中起始电源点在公式(1)中计算得到的电源点重要度，为第l_n条路径的路径系数，为第l_n条路径途经的站点i的拓扑重要度，为第l_n条路径中途经的线路i‑j的拓扑重要度；S3‑2站点或线路的拓扑重要度，通过含有该站点或线路的“电源点→变电站”可行路径集重要度累加得到，计算公式如下：$\left\{\begin{array}{c}{\Gamma }_{\mathrm{station}}^i=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\Gamma }_{\mathrm{station}\left(i\right)}^{l_n}\\ {\Gamma }_{\mathrm{line}}^{i-j}=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\Gamma }_{\mathrm{line}(i-j)}^{l_n}\end{array}\right.---\left(3\right);$l_n、同公式(2)，为可行路径集中对应的站点、线路拓扑重要度累计求和值；S4构建地区220kV及以上的核心骨干网架；S5获取沿海地区电网供电的重要用户数据，梳理重要用户最短供电路径；S6根据重要用户分布情况，差异化选取向重要用户供电的关键站点和线路，形成向重要用户保供电的辐射型鱼骨网架；S7按照网架安全性要求，选取中心城区与外区联络线路；S8将核心骨干网架、辐射型鱼骨网架、中心城区与外区联络线路有机结合，形成沿海地区电网防风保安电网网架。