一种基于加权改进LeaderRank算法的动态无功电源选址方法与流程

本发明涉及电力系统无功电源选址领域，尤其是涉及一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法。

背景技术：

1、随着全球经济的蓬勃发展和人口的不断增长，对能源的需求呈现出日益增长的趋势。然而，传统能源资源的有限性和环境污染的日益加剧，使得人们迫切需要转向更为可持续和环保的新能源发电方式。新能源发电成为应对气候变化、降低温室气体排放、确保能源安全的关键路径之一。其中风电在新能源发电中占很大的比例。然而，风力发电机在电网遭遇故障而导致电压下降之后，反而会从电网中吸收无功功率，进一步恶化电网的电压。传统的电容器组的响应速度无法满足故障后系统的需求。动态无功补偿装置，如静止无功发生器和静止同步补偿器等的响应速度较快，能够满足系统在遭受故障之后的无功需求。然而，动态无功补偿装置的效率很大程度上受到安装位置的影响，合适的安装位置能够最大限度地发挥动态无功补偿装置的作用。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述技术问题，提供一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，包括如下步骤：

4、s1、建立预想事故集合；

5、s2、定义电压恢复性指标，用于加权节点的leaderrank值；

6、s3、实施预想事故，并根据故障线路切除后各个节点的电压恢复曲线计算系统的电压恢复性指标；

7、s4、根据预想事故集合，计算故障线路被切除后系统每个节点的leaderrank值；

8、s5、利用电压恢复性指标和事故发生概率加权对应事故条件下节点的leaderrank值；

9、s6、根据加权后的leaderrank值对节点进行排序，选取leaderrank值最大的若干节点作为安装位置。

10、进一步地，所述步骤s1，建立预想事故集合，预想事故集合可以由历史事故记录通过抽样产生，抽样方式采用轮盘赌的方式：

11、根据每种事故发生的次数将其所有历史事故归一化到0-1之间，事故发生的次数越多，在0-1之间占据的范围越大；

12、按照均匀分布的方式在0-1之间随机生成n个随机数，以其中一个随机数为例，若该随机数落在事故k对应的范围之内，则事故k被选中一次；

13、根据最后的选择情况，将被选中的事故作为预想事故集合的元素，每种事故发生的概率等于事故被选择的次数除以n。

14、进一步地，所述步骤s2，定义电压恢复性指标如下式所示，

15、

16、式中：b表示所有节点的集合；tc和tend分别表示故障切除时刻和计算结束时刻；nb表示节点的数量；vi,t,k和vi,0分别表示事故k后节点i在t时刻和事故前的静态电压幅值；

17、f(vi,t,k,vi,0)为第i条节点在第k次事故中的t时刻的电压偏差值，定义如下，

18、

19、式中：δ为阈值。

20、进一步地，所述步骤s3，在仿真软件pss/e中搭建系统模型，并设置预想事故，记录故障线路被切除之后每个节点的电压恢复曲线，并根据s2中提及的计算式计算在预想事故k作用下系统的tvri指标值。

21、进一步地，所述步骤s4，根据各预想事故作用的线路，通过leaderrank算法计算故障线路被切除后系统每个节点的leaderrank值，每个节点leaderrank值具体计算过程如下：

22、根据预想事故作用的线路，计算该线路被切除后系统的稳态潮流，建立系统的潮流建立有向邻接矩阵；

23、在网络中假设一个外加的背景节点，算法首先设定背景节点的初始leaderrank值为0，背景节点之外的节点初始leaderrank值为1；

24、根据建立的有向矩阵将除背景节点外的节点的leaderrank值均匀分配给其指向的节点，并以此作为分配概率建立状态转移矩阵p，通过该矩阵p进行不断迭代，在第t+1次迭代时，节点i的leaderrank值计算式如下：

25、

26、式中：lri(t)和lri(t+1)分别为第t和t+1次迭代的leaderrank值；为状态转移矩阵p中的元素；aji为网络邻接矩阵中的元素，即两个节点间有连接为1，否则为0；为线路的出度；

27、迭代到tz次，达到稳定状态后，再将背景节点的leaderrank值按照如下方式分给原网络中各个节点，

28、

29、式中：lri(tz)为节点i在迭代达到稳定状态后的leaderrank值；lrg(tz)为背景节点在迭代达到稳定状态后的leaderrank值；lri为节点i的最终leaderrank值。

30、进一步地，所述步骤s5，利用电压恢复性指标和事故发生概率加权对应事故条件下节点的leaderrank值，加权后的leaderrank值如下式所示，

31、wlri＝∑k∈kpk×tvrik×lri；

32、式中：pk表示事故k发生的概率；k表示事故的集合。

33、进一步地，所述步骤s6，根据加权后的leaderrank值对节点进行排序，选取leaderrank值最大的若干节点作为安装位置。

34、采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

35、本发明的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，通过建立预想事故集合，计算各个预想事故条件下系统的电压恢复性指标和leaderrank值，并基于计算得到的电压恢复性指标加权leaderrank值，最后通过leaderrank值的大小确定动态无功电源的安装位置。

技术特征：

1.一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，所述步骤s1，建立预想事故集合，预想事故集合可以由历史事故记录通过抽样产生，抽样方式采用轮盘赌的方式：

3.根据权利要求1所述的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，所述步骤s2，定义电压恢复性指标如下式所示，

4.根据权利要求1所述的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，所述步骤s3，在仿真软件pss/e中搭建系统模型，并设置预想事故，记录故障线路被切除之后每个节点的电压恢复曲线，并根据s2中提及的计算式计算在预想事故k作用下系统的tvri指标值。

5.根据权利要求1所述的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，所述步骤s4，根据各预想事故作用的线路，通过leaderrank算法计算故障线路被切除后系统每个节点的leaderrank值，每个节点leaderrank值具体计算过程如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，所述步骤s5，利用电压恢复性指标和事故发生概率加权对应事故条件下节点的leaderrank值，加权后的leaderrank值如下式所示，

7.根据权利要求1所述的一种基于加权改进leaderrank算法的动态无功电源选址方法，其特征在于，所述步骤s6，根据加权后的leaderrank值对节点进行排序，选取leaderrank值最大的若干节点作为安装位置。

技术总结本发明提出了一种基于加权改进LeaderRank算法的动态无功电源选址方法。首先，建立预想事故集合，并在建立的电力系统的模型中实施预想事故。记录故障线路切除后节点的电压曲线，根据节点电压恢复曲线计算系统的电压恢复性指标。然后，根据预想事故集合计算故障线路切除之后系统的稳态潮流并建立系统潮流的有向图，根据建立的有向图计算每个节点的LeaderRank值。最后，基于计算得到的系统的电压恢复性指标以及预想事故概率对节点的LeaderRank值进行加权排序，取LeaderRank值最大的前若干节点作为动态无功电源的安装位置。技术研发人员：张丽娜,徐军岳,柳毅,黄俊威,叶泓炜,陈梓翰,王千,陈颖,邹家阳,邱璐,蔡建军,黄磊受保护的技术使用者：金华电力设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2