(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 202210869432.0 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 浙江工业大 学 地址 310014 浙江省杭州市拱 墅区潮王路 18号 (72)发明人 张有兵　费琦　熊美淞　杨晓东　 周文委　冯昌森　王国烽　滕陈源　 (74)专利代理 机构 杭州天正专利事务所有限公 司 33201 专利代理师 舒良 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/12(2006.01) H02J 3/16(2006.01) H02J 3/18(2006.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于集群划分的最优网络分区方法 (57)摘要 一种基于集群划分的最优网络 分区方法， 包 括： S1： 进行初始化操作， 将每个节点看做一个集 群， 计算初始系统的改进的模块化指数ρdv； S2： 针对集群i将集群外的节点j划分在一起， 计算当 前系统的ρ'dv； 如果ρ'dv＞ρdv， 则令ρdv＝ ρ'dv， 否则ρdv不变； 通过遍历所有集群外节点 得到最优网络分区， 即ρdv取值最大； S3： 进行剪 枝处理； 针对节点j计算存在重复节点j的集群的 平均灵敏度值 和无功功率平衡度 找到其 之和最大的集群保留， 其余含节点j的集群将节 点j移出划分结果， 删除不包含任何节点的集群； S4： 对完成S3的网络分区结果计算改进的模块化 指数ρdv， 重复步骤S2直至ρdv不发生改变。 本发 明能够降低通信成本， 减 小网络有功损耗。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 115275987 A 2022.11.01 CN 115275987 A 1.一种基于集群划分的最优网络分区方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 进行初始化操作， 将每个节点看做一个集群， 计算初始系统的改进的模块化指数 ρdv； S2： 针对集群i将集群外的节点j划分在一起， 计算当前系统的ρ'dv， 如果ρ'dv＞ρdv， 则令 ρdv＝ρ'dv， 否则ρdv不变； 通过遍历所有集群外节点得到最优网络分区， 即ρdv取值最大； S3： 经过步骤S2， 各集群节点增加而集群总数不变， 部分节点被重复划分至多个集群， 因此需要进行剪枝处理； 针对节点j计算存在重复节点j的集群的平均灵敏度值 和无功 功率平衡度 找到其之和最大的集群保留， 其余含节点j的集群将节点j移出划分结果， 删除不包 含任何节点的集群； S4： 对完成S3的网络分区结果计算改进的模块化指数ρdv， 重复步骤S2直至ρdv不发生改 变， 此时不在有新的节点并入集群， ρdv达到最大值， 即配电网系统获得了最优的网络分区结 果。 2.如权利要求1所述的基于集群划分的最优网络分区方法， 其特征在于， 所述步骤S1 中， 改进的模块 化指数ρdv计算过程如下： 模块化指数ρ 定义 为： 式中， Aij为网络的加权邻接矩阵， 表示节点i和节点j之间的链接的加权值。 如果两个节 点之间存在链接， 则Aij＝1， 否则Aij＝0； 表示与节点i连接的节 点的所有链接加权 值的和； 是所有链接加权 值之和； 如果节点i和j在同一子社区中， 则函数δ(i, j)＝1， 否则 δ(i,j)＝0； 配电网的加权邻接矩阵Aij由无功功率电压(Q ‑V)或实际功率电压(P ‑V)灵敏度矩阵决 定， 电压与功率注入的变化之间的关系可以用以下灵敏度矩阵表示： 式中ΔP和ΔQ分别是节点注入有功功率和无功功率； Δδ和ΔV分别为节点电压相角和 幅值的变 化量； SδP和SδQ分别表示有源功率和无功功率的电压相角灵敏度； SVP和SVQ分别表示 有源功率和无功功率的电压幅度灵敏度； 由于电压幅值与无功功率是强相关的， 而与有功 功率是弱相关的， 在电压调 控和电压稳定分析常常只考虑电压与无功功率的关系， 即SVQ为 电气距离矩阵； 平均灵敏度值 定义为： 式中 和 代表了SVQ中(i,j)和(j,i)元素。 值得注意的是， 这样得到的电气矩阵是权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115275987 A 2对称的； f()表示在Ck子网中链接权重之和的平均值； 值越大， 说明子网Ck的节点电压对 该区域的无功 功率注入 越敏感； 无功功率平衡度 定义为： 式中， Qsupplied是Ck中SOP所能提供的最大无功功率补偿量， 当无功功率补偿量大于需求 总量或子网不需要无功 功率补偿量时 为1； 其他情况下 通过式(17)得到： 式中， ΔVi为节点i的电压增 量变化； 表示集群Ck中第i个节点关于 自身的无功电压 灵敏度； 很明显， 一个节点对其自身具有最高的敏感度； 越大， SOP对各节点提供无功功 率越平衡， 避免了单个SOP无功补偿不 足的问题； 因此， 包含SOP端口的节 点可以通过最小的 无功功率(即提供最少的无功 功率补偿)来调节电压； 由此， 若将配电网划分为 N个子网， 改进的模块 化指数ρdv为： 3.如权利要求1或2所述的一种基于集群划分的最优网络分区方法， 其特征在于， 在所 述步骤S2中， 集群的扩充过程如下： 将任一集群与此集群外的任一节点划分至同一集群内， 通过(1) ‑(6)式计算集群更新 后的模块化指数ρ'dv， 进而比较更新前后模块化指数， 若ρ'dv＞ρdv， 则令ρdv＝ρ'dv， 同时保留 更新后的集群划分； 否则ρdv不变， 保留未更新的集群划分。 遍历所有集群与集群外节点的组 合， 即得扩充后的集群划分方案 。 4.如权利要求1或2所述的一种基于集群划分的最优网络分区方法， 其特征在于， 在所 述步骤S3中， 剪枝过程如下： 对于存在于多个集群中的节点j， 通过(3) ‑(5)式计算其所在各个集群的平均灵敏度值 和无功功率平衡度 为使最终保留划分方案的模块化指数ρdv取得最大值， 需保证剪 枝后剩余每一集群均使ρdv最大， 即平均灵敏度值SCk和无功功率平衡度 之和取最大； 由 此， 对于任一重复节点及其所在 集群， 保留 与 之和最大的集群， 删去该节点所在 其他 集群中的存在。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115275987 A 3