基于差异性权重和协同过滤的黑启动方案评估

黑启动方案的优选对电力系统快速恢复供电具有重要意义。已有黑启动方案优选问题的研究均是在指标值数据完备的理想条件下进行,文中针对不完全信息下的电力系统黑启动方案评价问题展开研究,提出一种差异性权重和协同过滤相结合的综合评价模型。首先,根据原始评价数据计算指标间的差异性,得到差异性权重;然后,采用协同过滤方法预测缺失数据,获得完全评价矩阵;最后,计算每个方案的评分值,实现黑启动方案的完全排序。以天津电网的实际黑启动方案数据为基础进行了验证,验证结果表明了所提方法的有效性。     

基于DEA/TOPSIS模型的孤网黑启动方案评估

孤网黑启动方案的评估对系统快速恢复供电具有重要意义。针对数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)/层次分析(analytic hierarchy process,AHP)评估模型在特殊情况下出现判断矩阵全为1,从而引起黑启动方案不能完全排序和逼近理想点(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)改变评估方案个数后可能出现的逆排序问题,提出一种基于DEA/TOPSIS模型的孤网黑启动方案评估方法。通过DEA评估模型得到黑启动各项评估指标的客观权重系数,增强模型的评估客观性;同时,运用TOPSIS评估模型对所有的黑启动方案进行完全排序,降低编程难度,极大程度上避免判断矩阵取值全为1而无法进一步判断方案优劣性的情况;最后以新英格兰10机39节点系统作为算例验证该算法的有效性。     

基于模糊层次分析法的黑启动方案评估及灵敏度分析

电力系统黑启动方案评估及其灵敏度分析对辅助调度人员制订黑启动方案、实现系统快速恢复意义重大.文中提出了一种基于模糊层次分析法的黑启动方案评估及灵敏度分析方法,通过建立黑启动方案评估的层次结构模型,构建梯形模糊数互补判断矩阵确定各层间的权重,计算各方案的综合评价值及排序.在此基础上,对影响方案排序的权重及指标值进行灵敏度计算,得到导致排序结果变化的灵敏度权重及指标临界值.某电网的应用实例证明了该方法可为调度运行人员进行黑启动恢复提供更加科学的决策参考.     

基于改进二阶段法的黑启动方案有效性评估

将黑启动方案对后续网络恢复影响的网络重构效率指标纳入评价指标体系,提出一种基于改进二阶段法的黑启动方案评估模型来解决黑启动方案优选问题。先利用三角模糊数的模糊层次赋权法计算各待评价指标的初始权重,再结合各个方案的差异和偏好后得到各个方案期望的指标权重,在此基础上借助最小二乘法建立评价指标权重的优化模型,求出最终最合理的指标权重;其次提出了一种指标优劣度权重的计算方法来得到待评估方案指标的优劣度矩阵;最后由指标权重结合各个方案指标的优劣度计算方案的综合效率值。通过实例验证了所提模型的科学性和实用性。     

评估黑启动方案的层次化数据包络分析方法

制定科学合理的黑启动方案对于实现电力系统全停后的快速恢复意义重大.文中提出一种评估黑启动方案的层次化数据包络分析方法.首先利用层次分析法合理划分评估层次,并根据判断矩阵得出符合调度经验的评估准则权重;其次,采用实际指标数据构造数据包络分析模型,评价出不同评估准则下方案的相对优劣,在此基础上得到全面反映评估准则和评估指标影响的方案综合排序.针对某实际电网的应用实例证明该方法将为黑启动恢复提供更全面、准确的决策参考.     

基于综合权重和改进ELECTRE法的黑启动方案评估

一个科学合理的黑启动方案直接影响系统恢复的快速性及有效性,因此如何从多个可行的恢复备选方案中评估出最优的黑启动方案就显得尤为重要。提出一种基于综合权重和改进ELECTRE法相结合的方法,并应用于黑启动方案评估。首先,综合权重是客观权重和专家权重按一定比例关系结合。其中,客观权重由传统熵权法求得,接着应用比率标度法确定评估指标的专家权重。然后通过采用三角模糊数及1-9标度法对黑启动评估方案中的定性指标进行描述,并把其与ELECTRE法相结合,克服了ELECTRE法无法适应于定性指标的评估及单纯依赖于专家权重的缺点。该方法实现了主观权重和客观权重的合理结合并改进ELECTRE法,使得黑启动方案评估更为方便,所得到的结果也更为合理。最后,算例验证了该方法的有效性和正确性。     

一种扩展黑启动方案恢复效果的评估方法

扩展黑启动恢复策略对于加快大停电后的恢复过程具有重要意义,针对扩展黑启动方案的恢复效果研究,提出了一种基于综合权重的灰色关联评估方法.首先构建了一套较完整的评估指标体系,包括机组恢复、网络结构、运行状态等方面;其次采用模糊赋权法和熵权法分别计算各指标的主、客观权重,通过基于博弈论的组合赋权法优化得到指标的综合权重,克服了单一赋权法的不足;然后以改进的灰色关联分析法对扩展黑启动方案的恢复效果进行综合评估.10机39节点系统的算例结果验证了所提评估方法的有效性与合理性.     

电力系统扩展黑启动方案动态综合评估

大停电后恢复初期阶段的扩展黑启动策略为恢复控制提供了新的思路,不同方案的恢复效果评估是扩展黑启动决策的重要问题。本文提出一种扩展黑启动方案的动态综合评估方法。首先建立了动态综合评估的决策制定框架,构建了评估指标体系。然后采用主客观相结合的组合赋权法得到不同时段指标的综合权重,利用线性加权模型对每一时段内指标集结分别实施静态评估。再次通过基于时间度的非线性熵值规划法求解各时段的最优时间权重,以时序加权平均算子和时序几何平均算子组成的混合算子模型对所有时段的评价值再次集结,从而得到方案的最终评估结果。新英格兰39节点系统方案的算例分析结果验证了所提方法的有效性。     

基于谱聚类的黑启动子系统划分

互联电网发生大停电事故后,将电网划分成几个子系统并行恢复,可以加快系统恢复进程.文中研究基于谱聚类算法的黑启动子系统划分方法,根据黑启动电源的数目及其分布,以子系统规模相当、系统内部联系紧密等为子系统划分原则,以电网拓扑Laplace矩阵的第一和第二小非平凡特征向量中各节点对应元素为聚类对象进行聚类计算得到子系统的划分方案.该算法基于复杂网络的社团结构发现原理,具有严谨的理论依据.以IEEE39节点和IEEE118节点系统为例验证了所提算法的有效性.     

基于Vague值相似度的黑启动决策

黑启动是电力系统恢复的第一个阶段,发展黑启动优化策略对电力系统大停电后的快速恢复具有重要意义。现有的黑启动决策大多利用单一的精确值评价指标,其不能体现黑启动决策信息的不完全性与不确定性。在此背景下,采用Vague值表示黑启动决策中的指标值和权重,并从候选方案与理想方案的相似度出发,提出一种基于Vague值相似度的黑启动决策方法。与现有的黑启动模糊决策方法相比,所提方法利用的主观信息少,而是充分利用指标间的客观信息,并通过比较侯选方案和理想方案的相似性快速得到各方案的优劣排序,可为实现在线黑启动决策提供支持。最后,用算例说明了所提方法的可行性与有效性。     

Black-Start Decision Making Based on Affinity Propagation and TOPSIS

Abstract

Finding the optimal black-start alternative plays an important role in speeding up the restoration process of a power system after a complete blackout. In this article, a clustering method, affinity propagation, is adopted to deal with the black-start decision making problem. A novel black-start decision making method based on affinity propagation and TOPSIS is proposed. The standard deviation method is used to calculate the weights of the indexes, and a weighted normalized decision matrix is constructed. Then affinity propagation is used to cluster the black-start schemes of the weighted normalized decision matrix, and the optimal cluster is determined. Finally, for each black-start scheme in the optimal cluster, the relative closeness value is computed according to the TOPSIS method, and the best black-start scheme is selected. Compared with the existing black-start decision making methods, the proposed method can not only rank the black-start schemes but also determine which grade each black-start scheme should belong to. Based on the data of an actual power system, experiments were carried out to evaluate the performance of the proposed method. The results show that the proposed method is effective.     

熵权决策理论及其在黑启动决策中的应用

黑启动方案的优选对整个电力系统在大面积停电或部分停电后,恢复过程的速度起着非常重要的作用.介绍熵权决策理论,并将其引入黑启动方案决策之中.提出黑启动决策中评价指标的选取原则以及基于熵权决策的黑启动方案优劣评价方法.所提方法既可以根据专家经验或熵权进行优选,同时也可以用这两者相结合的综合权重进行决策.这能够在一定程度上克服决策的主观性,为制定恢复计划提供更为客观的决策参考,且适用于不同的电力系统.     

基于灰关联矢量投影法的黑启动方案优选

制定科学合理的黑启动方案对于实现电力系统大面积停电后的快速恢复具有重要的现实意义。提出了基于灰关联矢量投影法的黑启动方案评估模型,通过层次分析法确定指标的主观权重,采用熵权法确定指标的客观权重,基于加法原理融合主客观权重信息得到各指标的综合权重值。结合灰色系统理论和矢量投影原理,计算评价对象的优属度,实现黑启动方案优选。实际电网的应用实例证明了该方法可以为黑启动恢复提供科学合理的决策参考。     

基于熵权模糊综合评价模型的电力系统黑启动方案评估

电力系统黑启动方案的合理选择对系统快速恢复供电具有重要意义。提出了基于熵权模糊综合评价模型的电力系统黑启动方案评价方法,实现对黑启动方案的有效评估和排序。该方法采用了更为合理的熵权权重和专家偏好的结合方法,实现了数据信息的客观性与专家偏好主观性的良好结合;进而将黑启动评价指标合理模糊化,利用方案的模糊评价信息,通过模糊综合评价方法,实现了方案的相对优劣排序。该方法计算过程简单,没有特征值及复杂的优化计算等,也不存在无法通过某项限制性校验而导致方法失效的情况。针对天津电网的实际系统黑启动路径评估结果验证了所提方法的有效性。     

Clustering Analysis of Black-start Decision-making witha Large Group of Decision-makers

The optimization of black-start decision-making plays an important role in the rapid restoration of a power system after a major failure/outage.With the introduction of the concept of smart grids and the development of real-time communication networks,the black-start decision-makers are no longer limited to only one or a few power system experts such as dispatchers,but rather a large group of professional people in practice.The overall behaviors of a large decision-making group of decision-makers/experts are more complicated and unpredictable.However,the existing methods for black-start decision-making cannot handle the situations with a large group of decision-makers.Given this background,a clustering algorithm is presented to optimize the black-start decision-making problem with a large group of decision-makers.Group decision-making preferences are obtained by clustering analysis,and the final black-start decision-making results are achieved by combining the weights of black-start indexes and the preferences of the decision-making group.The effectiveness of the proposed method is validated by a practical case.This work extends the black-start decision-making problem to situations with a large group of decision-makers.     

基于欧氏动态时间弯曲距离与熵权法的负荷曲线聚类方法

为了改善目前负荷建模中聚类方法相似度衡量不准确及聚类结果质量较差的问题,综合运用k-means及熵权法原理,提出一种基于欧氏距离与动态时间弯曲距离的日负荷曲线聚类方法。首先,采用欧氏距离与动态时间弯曲距离分别衡量日负荷曲线的整体分布特性、局部动态特性与整体动态特性。然后,引入熵权法自适应配置3种特性的权重系数。最后,采用k-means聚类算法,以所提相似度衡量方法为依据,对用电日负荷曲线进行聚类。算例对某省区电网典型用户的日负荷曲线展开聚类分析,结果表明所提方法相似度衡量指标合理,且在聚类质量、鲁棒性等方面具有一定的优越性,可以真实反映该地区的用户用电特性,满足在线负荷建模的应用需求。     

基于半监督谱聚类的黑启动分区策略

采用并行恢复策略可以有效加快电力系统发生大停电事故后的恢复进程,而合理的分区策略是并行恢复的基础。现有分区方法多数存在对算法初值依赖性强、难以获得全局最优解等缺点,而半监督谱聚类具有能够识别任意形状的样本空间并能够收敛于全局最优解,且适用于分区问题的特点。在此背景下,提出了基于半监督谱聚类的黑启动分区策略。首先,给定节点间电气距离的倒数为相关线路的权重,在此基础上建立电力系统无向加权图,进而依据比例割集准则建立黑启动分区策略。该策略由2步构成:第一步建立待恢复机组的分组模型,其以给定时间段内最大化系统发电量和最小化恢复线路总电容为优化目标,从而保证机组的安全快速启动;第二步以得到的机组分组信息为基础,利用半监督谱聚类算法求解黑启动分区模型。为了克服传统k-means算法对初始聚类中心敏感的缺点,在利用半监督谱聚类算法对特征向量进行聚类的最后一步采用了k-means++算法对特征向量进行聚类。最后,以新英格兰10机39节点系统和IEEE 30节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

基于最优权重和隶属云的风电机组状态模糊综合评估

针对风电机组状态模糊综合评估存在评估指标权重和隶属度确定主观性强的问题,提出了一种基于最优权重和隶属云的风电机组状态模糊综合评估方法。首先,采用层次分析法（AHP）构建状态评估指标体系,引入相对劣化度对状态评估指标进行归一化处理和状态等级划分;其次,采用熵权法和AHP分别确定状态评估指标的客观和主观权重,并通过非线性规划最优化解法确定状态评估指标的最优权重;然后,利用正态隶属云的概念及生成算法,确定状态评估指标对各状态等级的隶属度,构成评估矩阵;最后,通过实例仿真,并与其他评估方法进行比较,验证该方法是更加有效的和合理的。     

基于启发式规则与熵权理论的配电网故障恢复

为快速准确实现配电网故障恢复,提出了启发式规则与熵权理论相结合的两阶段配电网故障恢复算法。第1阶段,利用启发式规则生成故障恢复的候选方案集;第2阶段,考虑故障恢复的目标,引入负荷恢复量、负荷转移量、负荷容量裕度、负荷均衡率和开关操作次数5个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标,利用熵权理论对方案进行评价,同时引入主客观权重对方案进行综合评价,得出优选和备选恢复方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。