(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110759659.5 (22)申请日 2021.07.0 6 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113452021 A (43)申请公布日 2021.09.28 (73)专利权人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 武汉大学 (72)发明人 赵洁　方宇迪　何育钦　张胜峰　 麻高源　唐佳杰　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 许莲英 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/48(2006.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01)G06K 9/62(2022.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/02(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (56)对比文件 CN 112381360 A,2021.02.19 CN 109995023 A,2019.07.09 CN 112200205 A,2021.01.08 CN 10898 8318 A,2018.12.1 1 刘扬等.基 于谱聚类与功率传输分布因子的 电网静态等 值. 《现代电力》 .2017,(第0 3期), 刘玉田.大电网恢复适应性分区方法. 《电力 系统保护与控制》 .2013,第41卷(第2期), Shujian Huang.A Partiti oning Method for Paral lel Power System Restorati on Based on Virus Propa gation Model. 《2020 IEEE 3rd Student Co nference o n Electrical Machines and System s (SCEMS)》 .2020, 审查员 谭海燕 (54)发明名称 一种考虑机组分组及有功平衡的电网恢复 分区方法 (57)摘要 本发明提出了一种考虑机组分组及有功平 衡的电网恢复分区方法。 本发明对待分区恢复的 电网构建电网拓扑图， 基于谱聚类算法构建电网 恢复分区目标函数； 建立机组节 点的分组优化模 型， 以每个分组 内部署一套黑启动电源为约束条 件， 考虑分组 内机组出力及 待启动机组成功率构 建目标函数， 利用遗传算法求解得到机组最佳分 组结果； 采用Must ‑link和Cannot ‑link约束隶属 同一分组子集的机组节点， 同时考虑分区有功平 衡影响， 在切图权重中引入线路传输功率， 从而 建立考虑机组分组及有功平衡的电网恢复分区 模型； 采用K ‑means算法求解得到电网恢复分区 方案。 本发 明减小分区结果受到黑启动电源分布是否合理的影 响， 且能有效降低分区内的不平衡 功率， 提高分区并行恢复的可靠性。 权利要求书6页 说明书14页 附图3页 CN 113452021 B 2022.06.03 CN 113452021 B 1.一种考虑机组分组及有功 平衡的电网恢复分区方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 对待分区恢复的电网构建电网拓扑图， 依据电网拓扑图获取邻接矩阵， 根据邻 接矩阵分别计算电网拓扑图的拉普拉斯矩阵、 电网拓扑图的度矩阵， 基于谱聚类算法原理 构建电网恢复分区目标函数并确定切图权重， 保证子区域尽可能规模均衡且区域间联络线 权重尽可能小； 步骤2， 建立电网拓扑图中所有机组节点的分组优化模型， 包括约束条件和目标函数两 部分， 以每个分组内部署一套黑启动电源作为机组分组约束条件， 考虑分组内机组出力及 待启动机组功率构建机组分组优化 目标函数， 利用遗传算法求解该机组分组模型， 得到机 组的最佳分组结果； 步骤3， 根据步骤2得到的机组分组子集， 采用Must ‑link和Cannot ‑link成对约束信息 来对隶属同一分组子集的机组节点进 行约束， 同时考虑分区有功平衡影响， 在步骤1所述切 图权重中引入线路传输功率， 进而修改步骤1所述相应邻接矩阵， 代入步骤1所述电网分区 恢复目标函数， 从而建立 考虑机组分组及有功 平衡的电网恢复分区模型； 步骤4， 采用K ‑means算法求解步骤3所述考虑机组分组及有功平衡的电网恢复分区模 型， 得到电网恢复分区方案 。 2.根据权利要求1所述的考虑机组分组及有功平衡的电网恢 复分区方法， 其特征在于， 步骤1所述构建电网拓扑图， 具体为： 首先对待分区恢复的电网进行化简： 仅考虑高电压等级及包含变压器的线路形成等效边； 把厂内电压等级相同的线路等效 化简成电网 网络拓扑中的节点； 多回线路等效为单回， 且不包 含并联电容支路； 化简抽象后可 得到由n个点， u条边构成的步骤1所述电网拓扑图； 所述待分区恢复的电网包括多个黑启动电源以及多个待启动机组电源； 步骤1所述邻接矩阵， 具体为： 定义电网拓扑图中所有节点构成的集合为V， 所有边的构成的集合为E， 则可得到G＝ (V,E)表示电网拓扑图； E与V相互关联， E中的每个元素对应的边， 可以用V中一对无序节点组映射， 即边可以表 示为(i,j)或者(j,i)， i 为边的一端点， j为 边的另一端点； 选取节点间的电气距离为线路权重wi,j， 采用线路阻抗表征， 故电网连通图可以通过n ×n阶电网拓扑图的邻接矩阵M表达： 其中， i∈[1,n]， j∈[1,n]， wi,j表示以节点i与节点j为端点 的线路的权重， n表示电网 拓扑图所含节点个数； 步骤1所述 根据邻接矩阵计算电网拓扑图的度矩阵D， 具体为：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 113452021 B 2其中， i∈[1,n]， j∈[1,n]， wi,j表示节点i与节点j之间线路的权重， n表示电网拓扑图 所含节点个数； 步骤1所述 根据邻接矩阵计算电网拓扑图的拉普拉斯矩阵， 具体为： L＝D‑M 步骤1所述基于谱聚类算法原理构建电网恢复分区目标函数， 具体为： 所述黑启动电源的数量 为k； 将电网拓扑图G(V,E)随机初始化成独立的k个子区域， 每子区域的包含 的节点集合依 次定义为A1,A2,A3,…,Ak， 满足如下约束条件： 其中， k表示子区域的数量， V表示电网拓 扑图中所有节点构成的集合， Ax表示编号为x的 子区域所包含的节点集合， Ay表示编号为y的子区域所包含的节点集合， x∈[1,k]， y∈[1, k]， 且x≠y； 对于任意两个子区域之间的切图权 重定义为： 其中， Ax表示编号为x的子区域所包含的全部节点集合， Ay表示编号为y的子区域所包含 的全部节点集合， x∈[1,k]， y∈[1,k]， 且x≠y； b表示编号为x的子 区域内的节点； c表示编 号为y的子区域内的节点； wb,c表示节点b与节点c之间线路的权 重. 则对于k个子区域A1,A2,A3,…,Ak间切图cut为： 其中， Ax是第x个子区域的节点集合， 为第x个子区域的节点集合在电网拓扑图中所有 节点构成的集 合V的补集； 综合考虑的最小化切割的边和各子 区域平衡， 在cut函数值的基础上引入vol(Ax)子区 域平衡， 其优化目标函数为： 其中： D表示电网拓扑图的度矩阵， d表示编号 为x的子区域内的节点； 由此构建电网分区恢 复目标函数， 保证子区域尽可能规模均衡且区域间联络线权重尽权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 113452021 B 3