(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211396053.0 (22)申请日 2022.11.09 (71)申请人 湘潭大学 地址 411105 湖南省湘潭市雨湖区湘潭大 学 (72)发明人 李利娟　吕志强　曾亦惟　刘红良　 李辉　 (51)Int.Cl. H02J 3/06(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于区间电气DebtRank算法的含风电电力 系统脆弱线路辨识方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于区间电气DebtRank 算法的含风电电力系统脆弱线路辨识方法。 本发 明首先利用蒙特卡洛方法提出服从WeiBu ll分布 的风速区间； 然后计算风速区间所对应的风电功 率区间和风电场接入电力系统后的线路区间潮 流； 接下来定义各线路的区间DebtRank值； 最后 利用功率均值方法对线路的区间DebtRank值进 行排序， 选取排序前十的线路为脆弱线路。 本发 明能够识别风电并网电力系统中的脆弱线路， 增 强运维人员的态势感知能力以保护这些脆弱线 路， 可以有效预防因薄弱环节中断引发的连锁故 障， 为避免大停电事故的发生提供一定的参考价 值。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115549102 A 2022.12.30 CN 115549102 A 1.一种基于区间电气DebtRank算法的含风电电力系统脆弱线路辨识方法， 包括以下步 骤： 步骤1： 利用蒙特卡洛法提取服从WeiBul l分布的风速区间如式(1)所示： w＝[w‑,w+]    (1) 式中， w代表风速,w‑和w+是风速区间的下界与上界； 风电场的输出功率与风速之间的关系如式(2)所示： 式中， PWF为风电场的输出功率， N表示风电场风机的数量， PW为风机的输出功率区间， PR 是风机的额定 输出功率， wR是风机的额定风速， wC是风机的切入风速， wF是风机的切出风速； 将式(1)的风速区间按照式(2)转化即可得到风电场的输出功率区间， 衡量风电并网电 力系统线路上的传输功率 也由一个定值 转化为区间值Pl， 如式(3)所示： Pl＝[Pl‑,Pl+]    (3) 式中， Pl‑和Pl+分别为风电区间输出功率的下限和上限， 且下限Pl‑小于等于上限Pl+； 步骤2： 选用区间直流潮流模型计算区间潮流， 令区间功率为均匀分布 的不确定变量, 以潮流计算结果中最大值和最小值作为所求区间潮流的上 下边界， 如式(4)所示： 式中， Pij为注入节点的区间有功功率； 是电力系统节点电压相角矢量； Bij为电力系统 的节点导纳矩阵； 为节点i与节点j电压相角差； 表示节点i的电压相角； 表示节点j的 电压相角； xij表示节点i与节点j之间的阻抗； BL是矩阵B的对角矩阵； AG是关联矩阵； 表示 从节点i到节点j的区间有功 功率； 和 分别是支路区间有功 功率值的下限和上限； 步骤3： 定义αkq和αlq分别为线路k、 线路l的区间潮流与流入线路k、 线路l线路的区间潮 流总量的比值， 如式(5)所示： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115549102 A 2式中， 和 分别为对应线路k的比值的下限和上限， 和 分别为对应线路l的比值 的下限和上限， 和 分别为线路k对应的区间潮流的下限和上限， Pl‑和Pl+分别为线路l对 应的区间潮流的下限和上限， ∑Pk'‑和∑Pk'+分别为流入线路k的区间潮流总量的下限和上 限， ∑Pl'‑和∑Pl'+分别为流入线路l的区间潮流总量的下限和上限； 利用区间电气 DebtRank算法并定义线路的脆弱性指标为区间Rlq值， 如式(6)所示： 式中， 和 分别为区间Rlq值在t+1时刻的上限和下限， hk(t)的值等于hk (t‑1)加上所有在t ‑1时刻状态为重载状态的线路l与线路k对其影响乘积的总和， hl(t)的 值等于hl(t‑1)加上所有在t ‑1时刻状态为重载状态的线路k与线路l对其影响乘积的总和， 与该线路前一状态、 以及其 他线路是否处于 重载状态相关， 如式(7)所示： 式中， 状态变量 sl(t)表示线路l时刻 t时的三种状态， 分别为U 正常状态， 表示线路l可以 正常运行； O表示线路l为重载状态， 线路l能继续运行但运行状态超过了一定的热稳定区 域， 故障概率和风险提高； F表示故障状态， 线路l在此状态时完全不能运行状态， Ylk表示线 路l波动所 带给线路k的影响； 表示线路平均停运 概率； 步骤4： 区间电气DebtRank算法得到的线路Rlq值为区间数， 不同于单一数值， 选用功率 均值对各线路的区间Rlq值进行排序， 如式(8)所示： 式中， 表示线路区间Rlq值的功率均值， 和 分别为线路k、 线路l的区间潮流与流入 线路k、 线路l线路 的区间潮流总 量比值的均值； 依据(8)式对全网线路进行 排序， 选取排 名前十的线路为 脆弱线路。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115549102 A 3