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    广西11选5走: 一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN201510563662.4

    申请日:

    2015.09.07

    公开号:

    CN105138849A

    公开日:

    2015.12.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 19/00申请日:20150907|||公开
    IPC分类号: G06F19/00(2011.01)I 主分类号: G06F19/00
    申请人: 山东大学
    发明人: 贠志皓; 周琼; 丰颖; 孙景文
    地址: 250061山东省济南市历下区经十路17923号
    优先权:
    专利代理机构: 济南圣达知识产权代理有限公司37221 代理人: 张勇
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510563662.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.04.10|||2016.01.06|||2015.12.09

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,包括以下步骤:基于潮流计算所得的雅克比矩阵获取电压无功灵敏度,基于PQ节点间电压灵敏度,构建PQ节点电气距离矩阵;将PQ节点电气距离矩阵的各元素取负,构建相似度矩阵;得到最优聚类中点及聚类数目,获得分区聚类结果,完成PQ节点聚类;基于摄动法计算各PV节点对各PQ区域的电压调控灵敏度,将PV节点划分至其电压调控最灵敏的PQ分区内。本发明的AP聚类算法应用于电压无功分区可自动得出聚类数目,并且基于确定性证据传播进行无监督学习,有效减少聚类过程中主观因素,有效解决随机搜索问题,算法过程不含随机因素。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:包括以下步骤:
    (1)基于潮流计算所得的雅克比矩阵获取电压无功灵敏度,基于PQ节点间电压灵敏度,构建PQ节点电气距离矩阵;
    (2)将PQ节点电气距离矩阵的各元素取负,构建相似度矩阵;
    (3)设置迭代次数i,计算每一PQ节点与其他PQ节点之间的相似度及相似度证据信息值,获取第i次迭代下各PQ节点综合相似度与响应度值;
    (4)判断多次迭代后各PQ节点综合相似度与响应度值符号是否稳定不变或者是否已达到最大迭代次数,如果是,转入步骤(5),否则,将迭代次数累加1,转入步骤(3);
    (5)得到最优聚类中点及聚类数目,获得分区聚类结果,完成PQ节点聚类;
    (6)基于摄动法计算各PV节点对各PQ区域的区域电压调控灵敏度,将PV节点划分至其电压调控最灵敏的PQ分区内。

    2.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(1)中,采用Newton-Raphson法得到如下潮流方程:
    ΔPΔQ=HNMLΔθΔU---(1)]]>
    忽略有功变化,即认为ΔP=0,此时由式(1)得到:
    由此定义PQ节点间的电压无功灵敏度为:
    α=?ΔU?ΔQ=(L-MH-1N)-1---(2)]]>
    其中:α是N*N方阵,N为PQ节点数,矩阵任意元素αij表示节点i对节点j的电压无功灵敏度,由此直接用雅克比矩阵获得电压无功灵敏度。

    3.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(1)中,将电压影响耦合强的PQ节点分至同一区,而将耦合弱的节点之间近似解耦,定义PQ节点间电压灵敏度如下:
    βij=?Ui?Uj=?Ui?Qj·?Qj?Uj=αijαjj---(3)]]>
    式中,βij为节点i与j之间电压灵敏度,αij为节点i对节点j的电压无功灵敏度,αjj为节点j自身电压无功灵敏度。

    4.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(1)中,获得PQ节点间电压灵敏度后,定义节点间的电气距离如下:
    Dij=lg(βij·βji)(4)
    其中,Dij表示任意两节点i与j间的电气距离,所形成电气距离矩阵对角线元素置0,即采用相似权,电气距离矩阵D将形成相似度矩阵并作为算法输入。

    5.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(3)中,具体方法为:设置相似度矩阵的偏向参数p(i),在无先验知识时,各p(i)均取S所有元素中值,这表明AP聚类算法在初始状态时认为每个节点均为等机会的潜在中心点,无人监督学习过程中,R(i,k)为任一其余节点i向候选聚类中心k传递的证据信息,表示k从i点获得支持其成为聚类中心点的证据大??;A(i,k)为候选聚类中心k向任一其余节点i传递的证据信息,表示k自身适合成为i点的聚类中心的证据大小,依据候选聚类中心点k从其余所有节点搜集到的R(i,k)和A(i,k)(i≠k)基础证据信息得到k节点的综合适应度R(k,k)和综合响应度A(k,k)两个高级信息参数。

    6.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(3)中,证据传递按如下公式进行:
    R(i,k)=S(i,k)-max{A(i,k′)+S(i,k′)}(k′∈{1,2,…,N},但k′≠k)(5)
    A(i,k)=min{0,R(k,k)+Σis.t.i∉{i,k}max{0,R(i,k)}}---(6)]]>
    R(k,k)=P(k)-max{A(k,i′)+S(k,i′)}(i′∈{1,2,…,N},但i′≠k)(7)
    A(k,k)=∑i′s.t.i′≠kmax{0,R(i′,k)}(8)
    式中:S(i,k),S(i,k′),S(k,i′)分别为相似度矩阵i行k列元素,i行k′列元素以及k行i′列元素;A(i,k′)和A(k,i′)分别为节点k′向节点i和节点i′向节点k传递的availability证据信息值;R(i′,k)为节点i′向节点k传递的responsibility证据信息值;
    P(k)为相似度矩阵k行k列元素;N为全网PQ节点数;由以上公式可知证据传递仅依赖相似度矩阵S的非对角元素;启动初值依赖于偏向参数p(i)。

    7.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(4)中,一次学习中各点所收集传递到的R(k,k)和A(k,k)证据信息将决定其是否成为聚类中心点,各点依据确定性证据大小产生竞争,最终筛选出m个高质量的聚类中心点,同时确 定聚类数为m,非聚类中心点i以最大相似度原则归类至各联系最紧密的中心节点,全网PQ节点分区完成。

    8.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(6)中,具体方法包括:
    (6-1)所有PV节点电压设置为参考电压标幺值;
    (6-2)对全网进行潮流计算,按照各PQ分区分别存储各区域内的PQ节点的电压标幺值,并以此作为基准;
    (6-3)设定PV节点电压摄动上下限值;保持其余PV节点电压不变,仅摄动改变第i个PV节点的电压,摄动改变PV节点i的电压为VC(j);
    (6-4)全网进行潮流计算,按各PQ分区分别存储各区域内各PQ节点的电压标幺值,判断此时j是否大于设定值,如果是,则转入步骤(6-5),如果不是,则返回步骤(6-3),并将j值加1;
    (6-5)计算PV节点i分别摄动为上下限电压时,PQ分区中个PQ节点当前电压与基准态电压偏差绝对值和的均值,将其作为该PV节点对该PQ分区的电压调控灵敏度;
    (6-6)依次计算各PV节点对各PQ分区的电压调控灵敏度,将各个分区灵敏度排序,将PV节点划分至灵敏度最大对应的PQ分区内,直到所有PV节点均完成,使得各PV节点均划分至对应调控最灵敏的PQ分区内。

    9.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(6)中,定义PV节点对PQ节点的电压调控灵敏度关系:
    F·ΔVPV=ΔVPQ(9)
    式中,ΔVPV与ΔVPQ分别表示PV节点与PQ节点电压变化;F为灵敏度矩阵,当第k个PV节点电压作微小摄动ΔVk,潮流计算得到各PQ节点电压增量[ΔVPQ1,ΔVPQ2,…ΔVPQN],其中N为PQ节点数,当ΔVk小于设定值时,定义第k个PV节点对各PQ节点的电压调控灵敏度为:利用摄动法获得PV节点对任一PQ节点的电压调控灵敏度。

    10.  如权利要求1所述的一种基于AP聚类的无功电压控制分区方法,其特征是:所述步骤(6)中,PV节点分区的初始状态是m个高质量的PQ分区,需定义单个PV节点对任一PQ分区的区域电压调控灵敏度,当PQ分区中最大区域节点数λ小于阀值λref时优先考虑精 确度,定义PV节点对区域内各PQ节点的灵敏度均值为区域灵敏度;反之λ大于阀值λref时,优先考虑计算量,定义PV节点对PQ分区聚类中心的灵敏度为区域灵敏度;λref依计算系统容量而取定,且PV节点定义如下:
    αh=12nhΣt=1nh(ΔVPQt&OverBar;ΔVk&OverBar;+ΔVPQt&OverBar;ΔVk&OverBar;)(λ<λref)12(ΔVPQC&OverBar;ΔVk&OverBar;+ΔVPQC&OverBar;ΔVk&OverBar;)(λ&GreaterEqual;λref)---(10)]]>
    其中:λ=max{n1,n2,…,nL};h为PQ区域编号;nh为区域h中所含PQ节点数;t为PQ节点编号;k为PV节点编号;C为PQ分区h的聚类中心PQ节点号;L为PQ分区数,αh为PV节点k对区域h的电压控制灵敏度;与分别表示PV节点k上限电压摄动增量,及h分区内任一PQ节点t相应产生的电压增量;ΔVk与分ΔVPQt别表示PV节点k下限电压摄动增量,及h分区内任一PQ节点t相应产生的电压增量;及h分区内任一PQ节点t相应产生的电压增量;与ΔVPQC分别表示PV节点k电压分别向上向下摄动及ΔVk时,h分区内聚类中心PQ点C相应产生的电压增量,由此形成PV节点k对各PQ分区区域电压调控灵敏度向量:[α1,α2,…,αL]。

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    一种 基于 AP 无功 电压 控制 分区 方法
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