本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，是一種基于G1-熵權(quán)法尋找電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的綜合評價方法。
背景技術(shù)：
：電力系統(tǒng)是具有高復雜性的網(wǎng)絡，其穩(wěn)定性的指標可來源于多種數(shù)據(jù)，從最直觀的電壓、電流、頻率、攻角等指標都能實時直觀的體現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，隨著電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逐步擴大，電壓等級越來越高，以往常規(guī)方法對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性進行單指標評估具有一定的片面性，國內(nèi)外已有研究人員針對復雜電力系統(tǒng)網(wǎng)絡提出了不同的分析穩(wěn)定性的方法。目前，對大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)性能的評價方法主要包括：模態(tài)分析法，靈敏度分析法，數(shù)值仿真方法、解析法等。以上方法均為傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)評估方法，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全評估通常只特別的強調(diào)某單一屬性，在針對基于大規(guī)?？稍偕茉措娋W(wǎng)的背景下稍顯片面，因此有學者提出了基于綜合評價理論對電網(wǎng)安全進行評價，其中較為具有代表性的有蒙特卡洛模擬法、模糊綜合評判法等，這些評估都是針對電力系統(tǒng)的某一特征、某一設備或者某一部分進行評估，對于龐大復雜的電力系統(tǒng)而言，不足以反應其整體安全、穩(wěn)定狀態(tài)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種基于G1-熵權(quán)法尋找電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的綜合評價方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中對大型電網(wǎng)的性能評價不全面，且存在不能直接尋找到電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：基于G1-熵權(quán)法尋找電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的綜合評價方法，包括以下步驟：第一步：對含大規(guī)模高滲透可再生能源的電網(wǎng)進行建模；第二步：計算建立的含有可再生能源的電網(wǎng)模型的靜態(tài)穩(wěn)定指標，所述靜態(tài)穩(wěn)定指標包括同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下母線無功裕度指標；第三步：分別對同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下母線無功裕度指標進行預處理變?yōu)闃O大型指標，之后進行無量綱化；第四步：采用序關(guān)系分量法即G1法分別計算同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下無功裕度的主觀權(quán)重，包括以下步驟：(1)根據(jù)專家經(jīng)驗確定序分量xi與xi+1的關(guān)系ri，根據(jù)在不同的條件下ri賦值參照表對ri進行賦值，其中ri為專家經(jīng)驗對母線進行兩兩比較后確定的序關(guān)系的值，ri取值范圍為{1,1.2,1.4,1.6,1.8…}；i為被評價對象個數(shù)，i取值范圍為{1,2,3,…,n}；(2)計算主觀權(quán)重系數(shù)：其中k＝(m，m-1，…3，2)；第五步：采用熵權(quán)法計算母線電壓裕度和無功裕度的的客觀權(quán)重，包括以下步驟：(1)由于電網(wǎng)系統(tǒng)會處于n種不同的狀態(tài)，設每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率為Pi(i＝1,2,3，…，n),且滿足0≤Pi≤1，則該系統(tǒng)的熵為熵是對系統(tǒng)無序程度的一種度量，設xij(j＝1,2,3，…，m)為第i個系統(tǒng)中第j項指標的觀測數(shù)據(jù)；n個被評價對象對應于m個評價指標的指標值構(gòu)成隸屬度評價矩陣X，(2)根據(jù)熵值確定指標權(quán)重的步驟如下：a.計算第j項指標下第i個被評價對象的特征值比重假設xij≥0且b.計算第j項指標的熵值：式中k>0且k＝1/lnn，ej＞0；c.計算j項指標的差異系數(shù)：gj＝1-ej(3)差異系數(shù)gj越大，表明該項指標的作用越大；d.計算j項指標的客觀權(quán)重系數(shù)即：第六步：根據(jù)各評價對象在該評價序列中所占比重，通過拉格朗日條件極值法計算主、客觀權(quán)重的綜合權(quán)重，包括以下步驟：(1)設pj，qj分別是基于主觀權(quán)重法與客觀權(quán)重法生成的指標xij的權(quán)重系數(shù)，(i＝1,2,3，…，n，j＝1,2,3，…，m)可以得到綜合權(quán)重：ωj是具有同時體現(xiàn)主、客觀信息集成特征的綜合權(quán)重系數(shù)，式中為待定常數(shù)且滿足規(guī)范條件且(2)設被評價對象xij的綜合評價值為：(3)將取最大值，從而確定的值；在滿足條件且的條件下應用拉格朗日(Lagrange)條件極值原理可得：根據(jù)上式分別對與λ求偏導數(shù)解得：第七步：采用基于加法集成的綜合評價法對電網(wǎng)母線進行綜合評價，其表達式為：根據(jù)上式得出電網(wǎng)薄弱點。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進：上述在第一步中，所述大規(guī)模高滲透可再生能源的電網(wǎng)模型包括多個大規(guī)模風電場或/和光伏電站，所述風電場或/和光伏電站的容量按實際容量設定。上述在第二步中，計算同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下母線無功裕度指標采用的方法分別是PV曲線法和QV曲線法。上述在第三步中，所求取的電壓裕度為極小型指標形式，將其取倒數(shù)化為極大型指標，表達式為：式中Ucri為PV曲線中最大電壓值，即鼻點處的電壓值，Uoi為PV曲線中初始電壓值；KQi所求取的無功裕度為極大型指標，所述的極大型指標表達式為：KQi＝ΔQi(12)式中ΔQi為QV曲線中無功功率裕度；對所求取的電壓裕度指標與無功裕度指標運用向量規(guī)范法進行無量綱化，其表達式為：其中，當xij≥0時，xij∈(0，1)，無固定的最大、最小值，且本發(fā)明針對目前新能源并網(wǎng)數(shù)量多、容量大所導致得母線電壓等級、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜的特點，建立了貼近實際的復雜電網(wǎng)模型，提高了含大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)后電網(wǎng)模型建模的準確性。本發(fā)明所建立的含有大規(guī)模風電并網(wǎng)的電網(wǎng)模型，對其并網(wǎng)匯集母線進行靜態(tài)穩(wěn)定性分析，得出母線的PV曲線和QV曲線，由所得曲線計算母線靜態(tài)穩(wěn)定的電壓裕度指標和無功裕度指標作為電網(wǎng)模型的評價指標。采用G1-熵權(quán)法進行權(quán)重計算，用G1法求取電壓與無功裕度指標的主觀權(quán)重，用熵權(quán)法求電壓與無功裕度指標的客觀權(quán)重，最后應用拉格朗日極值法求取主觀與客觀權(quán)重的比重以及綜合權(quán)重。采用G1-熵權(quán)綜合評價法既考慮了從多角度對電網(wǎng)薄弱點進行評價又采用了主、客觀相結(jié)合的方法計算得出綜合權(quán)重，使用G1-熵權(quán)法進行綜合評價所得的評價結(jié)論更符合工程實際。附圖說明附圖1為本發(fā)明實施例1的方法流程圖。附圖2為本發(fā)明實施例2的哈密地區(qū)部分750kV電網(wǎng)的示意圖。具體實施方式本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述：實施例1：如附圖1、表1所示，基于G1-熵權(quán)法尋找電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的綜合評價方法，包括以下步驟：第一步：對含大規(guī)模高滲透可再生能源的電網(wǎng)進行建模；第二步：計算建立的含有可再生能源的電網(wǎng)模型的靜態(tài)穩(wěn)定指標，所述靜態(tài)穩(wěn)定指標包括同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下母線無功裕度指標；第三步：分別對同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下母線無功裕度指標進行預處理變?yōu)闃O大型指標，之后進行無量綱化；第四步：采用序關(guān)系分量法即G1法分別計算同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下無功裕度的主觀權(quán)重，包括以下步驟：(1)根據(jù)專家經(jīng)驗確定序分量xi與xi+1的關(guān)系ri，根據(jù)在不同的條件下ri賦值參照表對ri進行賦值，其中ri為專家經(jīng)驗對母線進行兩兩比較后確定的序關(guān)系的值，ri取值范圍為{1,1.2,1.4,1.6,1.8…}；i為被評價對象個數(shù)，i取值范圍為{1,2,3,…,n}；(2)計算主觀權(quán)重系數(shù)：其中k＝(m，m-1，…3，2)；第五步：采用熵權(quán)法計算母線電壓裕度和無功裕度的的客觀權(quán)重，包括以下步驟：(1)由于電網(wǎng)系統(tǒng)會處于n種不同的狀態(tài)，設每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率為Pi(i＝1,2,3，…，n),且滿足0≤Pi≤1，則該系統(tǒng)的熵為熵是對系統(tǒng)無序程度的一種度量，設xij(j＝1,2,3，…，m)為第i個系統(tǒng)中第j項指標的觀測數(shù)據(jù)；n個被評價對象對應于m個評價指標的指標值構(gòu)成隸屬度評價矩陣X，對于給定的j，xij的差異越大，說明指標值的變異程度越大，提供的信息量越大，在綜合評價中所起的作用越大，即指標的權(quán)重也越大；因此，可以根據(jù)各指標的變異程度，利用信息熵計算各指標的權(quán)重；(2)根據(jù)熵值確定指標權(quán)重的步驟如下：a.計算第j項指標下第i個被評價對象的特征值比重假設xij≥0且b.計算第j項指標的熵值：式中k>0且k＝1/lnn，ej＞0；c.計算j項指標的差異系數(shù)：gj＝1-ej(3)差異系數(shù)gj越大，表明該項指標的作用越大；d.計算j項指標的客觀權(quán)重系數(shù)即：第六步：根據(jù)各評價對象在該評價序列中所占比重，通過拉格朗日條件極值法計算主、客觀權(quán)重的綜合權(quán)重，包括以下步驟：(1)設pj，qj分別是基于主觀權(quán)重法與客觀權(quán)重法生成的指標xij的權(quán)重系數(shù)，(i＝1,2,3，…，n，j＝1,2,3，…，m)可以得到綜合權(quán)重：ωj是具有同時體現(xiàn)主、客觀信息集成特征的綜合權(quán)重系數(shù)，式中為待定常數(shù)且滿足規(guī)范條件且(2)設被評價對象xij的綜合評價值為：(3)將取最大值，從而確定的值；在滿足條件且的條件下應用拉格朗日(Lagrange)條件極值原理可得：根據(jù)上式分別對與λ求偏導數(shù)解得：第七步：采用基于加法集成的綜合評價法對電網(wǎng)母線進行綜合評價，其表達式為：根據(jù)上式得出電網(wǎng)薄弱點。可根據(jù)實際需要，對上述基于G1-熵權(quán)法尋找電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的綜合評價方法作進一步優(yōu)化或/和改進：如附圖1、表1所示，在第一步中，所述大規(guī)模高滲透可再生能源的電網(wǎng)模型可以包括多個大規(guī)模風電場或/和光伏電站，所述風電場或/和光伏電站的容量按實際容量設定。如附圖1、表1所示，在第二步中，計算同電壓等級下母線電壓裕度和同電壓等級下母線無功裕度指標采用的方法分別是PV曲線法和QV曲線法。這里的PV曲線法和QV曲線法均為現(xiàn)有公知技術(shù)，通過計算得到PV曲線，從而得出母線電壓失穩(wěn)極限即電壓穩(wěn)定裕度；通過QV曲線可以得出母線無功裕度。如附圖1、表1所示，在第三步中，所求取的電壓裕度為極小型指標形式，將其取倒數(shù)化為極大型指標，表達式為：式中Ucri為PV曲線中最大電壓值，即鼻點處的電壓值，Uoi為PV曲線中初始電壓值；KQi所求取的無功裕度為極大型指標，所述的極大型指標表達式為：KQi＝ΔQi(12)式中ΔQi為QV曲線中無功功率裕度；式中ΔQi為QV曲線中無功功率裕度；對所求取的電壓裕度指標與無功裕度指標運用向量規(guī)范法進行無量綱化，其表達式為：其中，當xij≥0時，xij∈(0，1)，無固定的最大、最小值，且實施例2：如附圖1、2及表2、表3所示，哈密地區(qū)電網(wǎng)是典型的風電集中式電網(wǎng)，該地區(qū)風資源充裕，風電機組以各個風電場為單位由35kV電壓等級接入風電匯集站，再由220kV母線統(tǒng)一匯入主網(wǎng)架；哈密西和哈密北風區(qū)(簡稱哈密北地區(qū))包含4個主要風電場群，分別是麻黃溝西、麻黃溝東、淖毛湖和十三間房；哈密東南風區(qū)(簡稱煙墩地區(qū))包含5個主要風電場，分別是煙墩南、煙墩北、煙墩西、苦水西與苦水東；對哈密地區(qū)電網(wǎng)的基于G1-熵權(quán)法尋找電網(wǎng)靜態(tài)薄弱點的綜合評價方法，包括以下步驟：(1)對哈鄭直流送端750kV電網(wǎng)進行靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析，對該地區(qū)電網(wǎng)進行建模，對所建立模型潮流計算后，通過P-V曲線和Q-V曲線計算220kV風電場匯集母線電壓裕度與無功裕度指標；(2)計算220kV風電場群匯集母線的電壓有功裕度和無功裕度指標，并對指標進行預處理；將電壓度指標極大值化，并采用向量規(guī)范法將二者無量綱化：向量規(guī)范法的特點是當xij≥0時，xij∈(0，1)，無固定的最大、最小值，且(3)根據(jù)所建立模型的潮流計算、P/V、Q/V計算所得數(shù)據(jù)，以及公式(14)無量綱化后可以得到電壓和無功率裕度指標；(4)運用G1-熵權(quán)綜合分析法計算該地區(qū)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，確定對電壓穩(wěn)定性影響較大的關(guān)鍵母線；依據(jù)公式(1)與序關(guān)系分析法(G1-法)計算依據(jù)公式(2)-(4)運用熵權(quán)法計算客觀權(quán)重并依照公式(5)-(9)計算出綜合權(quán)重值表3中是主觀權(quán)重，專家假設電壓裕度與功率裕度指標的主觀權(quán)重同樣重要；是客觀權(quán)重，分別代表綜合權(quán)重的比重。依據(jù)公式(6)，運用線性加權(quán)法，計算出9個地區(qū)的電壓薄弱點的綜合評價值并排序(最后一列)。數(shù)值最小的節(jié)點即為系統(tǒng)的薄弱節(jié)點，所組成的區(qū)域為相對薄弱區(qū)域。依據(jù)表3可以得到十三間房與淖毛湖風電場母線為相對較強節(jié)點，而麻黃溝地區(qū)和煙墩北地區(qū)的風電場的母線為薄弱節(jié)點，對系統(tǒng)擾動較為敏感，當受到來自系統(tǒng)擾動時可能會引起節(jié)點電壓崩潰，嚴重的會引起整個系統(tǒng)崩潰，此處是安裝補償裝置的有效區(qū)域，需要重點監(jiān)控。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。表1ri賦值參考表ri說明1.0指標xi與xi+1具有同樣重要性1.2指標xi比xi+1稍微重要1.4指標xi比xi+1明顯重要1.6指標xi比xi+1強烈重要1.8指標xi比xi+1極端重要表2哈密地區(qū)風電場匯集母線電壓/無功指標(pu)No風電場電壓指標無功指標1麻黃溝東風電場0.0807062460.168302212麻黃溝西風電場0.0688274050.151950863淖毛湖風電場0.9352429690.197351924十三間房風電場0.2971800090.253258065煙墩南風電場0.0755303110.537421326煙墩西風電場0.0656310860.351757137煙墩北風電場0.0656988860.280969968苦水西風電場0.0739494440.484718919苦水東風電場0.0771802450.34503125表3哈密地區(qū)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性分析計算表(pu)當前第1頁1 2 3