（1.安徽电力调度通信中心安徽省合肥市230061；
2.安徽南瑞继远软件有限公司安徽省合肥市230022；
3.江苏省气象能源利用与控制工程技术研究中心南京信息工程大学江苏省南京市210044）
摘要：针对电网因灾害性天气或连锁故障后，稳定计算人员难以短时间内计算出薄弱输电断面限额，造成电网调度运行人员无法迅速识别电网薄弱断面和控制电网风险的难题。本文介绍了基于线路功率构成模糊聚类和最短路径相结合的计算方法和功能应用，包括动态查找关键断面，从而计算该断面的传输功率极限，该方法实现了两种方法的有机结合和优势互补，仿真结果表明了该算法在自动辨识电网薄弱输电断面的简便性、可行性和实用性。
关键词：电网模糊聚类最短路径薄弱输电断面自动辨识
0引言
现代电力系统的复杂性，决定了少量偶然性事件和局部故障可能导致电网的复杂连锁故障。然而，在连锁故障发生后，电网调度运行人员第一时间只能把过载设备潮流控制在额定值以内，一旦故障发生在节假日或夜间，稳定计算人员由于没有24小时值班，难以短时间内计算出薄弱输电断面限额，调度运行人员将无法迅速识别电网薄弱断面和控制电网风险，一旦电网再发生N-1故障，将可能突破电网稳定防线，进而导致电网大面积停电事故的发生。因此，自动识别薄弱输电断面并计算断面限额，将是解决该问题的重要手段。
目前，我国尚未建立自动识别电网薄弱输电断面并计算断面限额的成熟方法。虽然我国一些网省级调度建设了智能调度技术支持系统，具备了电网在线安全分析的功能，但是这些系统和技术解决方案的重点在于针对电网N-1故障的扫描，一旦扫描发现电网N-1故障有设备潮流越限或者是稳定问题，就给出告警和辅助决策，这种方法是等问题发现出来才解决。一旦在某一计算周期内，电网发生故障，电网结构发生较大变化，全网的N-1故障扫描因计算周期较长，还没有计算出结果，这一计算周期内电网将处于失控的状态。目前，还没有实现较为快速和精确的定量分析手段，迅速自动识别电网薄弱输电断面。
本文给出了基于线路功率构成模糊聚类和最短路径相结合的计算方法，该方法实现了两种方法的有机结合和优势互补，实现自动动态查找关键断面，并计算该断面的传输功率极限，为电网调控运行人员预控电网运行风险提供决策支撑。
1动态断面识别技术
该方法首先采用基于准则函数的随机聚类方法对由潮流追踪所获得的所有线路功率构成进行分类而获得故障或过载支路的并行支路集构成初始输电断面，以避免由于人为给定分类数的不恰当所产生的多选及漏选问题；然后对初始输电断面中的每一支路，依次从故障或过载线路的一端开始搜索包括相应支路的到故障或过载支路另一端的最短路径，在该路径上所有与故障或过载支路潮流方向相同的支路，均为关键断面中的候选支路；所有最短径中与故障或过载支路潮流方向相同的所有支路即构成了关键断面中的候选支路，从而回避了电气距离方法所需要凭经验确定最短路径支路选取数目K值的缺点。候选支路再经简单的分布因子校核即可确定是否为关键断面中的支路。
2基于模糊聚类的初始输电断面确定
停电事故表明线路故障或切断过载支路后，潮流往往较多地涌向与其具有相同电源区或负荷区的输电断面，即并行输电断面，使得并行输电断面中的部分或全部线路出现过载而跳闸。而出现过载的并行输电断面中的支路即构成了相应故障或过载支路的关键输电断面。
2.1基于潮流跟踪的线路功率构成计算
基于潮流跟踪方法计算线路功率构成的步骤如下：
上述算例表明本文方法所选择的关键断面均与潮流计算结果完全一样，比文献[1]方法（使用差离平方和法聚类基于功率构成搜索关键断面）及基于前K最短路径搜索关键断面法的辨识率明显来的高，其它两种方法均存在漏选或多选问题。因此，证明了本项目方法可以避免其它两种方法的漏选或多选，而实现了两种方法的有机结合和优势互补。
5结语
本文介绍基于模糊聚类和最短路径的薄弱输电断面自动辨识的计算方法和应用实例，首先，基于系统有功潮流形成有向图，确定顺流、逆流节点顺序，计算发电机对线路的贡献功率和负荷对线路的汲取功率，得到所有线路的功率构成向量。然后，基于所有线路的功率构成向量，采用划分熵指数为准则函数的模糊聚类方法来确定故障或过载线路的并行输电断面，与过载线路同属一类的线路组成过载线路的初始输电断面。最后，基于最短路径对初始输电断面的每条线路进行如下判别：找到同时包含待定线路和过载线路的最短路径，并确定最短回路中的候选关键支路，最终的线路集合即构成关键输电断面。该方法实现了两种方法的有机结合和优势互补，实现快速自动动态查找关键断面，从而计算该断面的传输功率极限，为电网调控运行人员在电网运行方式发生较大变化的情况下，预控电网运行风险提供重要参考应用。
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作者简介：谢大为（1978年-），男，硕士，高工，主要从事电网安全稳定分析与经济运行。章爱武（1978年-），女，高工，主要从事电力系统自动化方面的工作。刘玉娟（1979年-），女，讲师，主要从事电网安全及气象对电网影响分析。刘翔（1980年-），男，高工，主要从事电网运行分析及系统开发。