本發明涉及(ji)電力系(xi)統(tong)交易(yi)網絡尋徑，具體涉及(ji)一(yi)種基于圖論的純直流(liu)網絡雙向交易(yi)尋徑方法及(ji)系(xi)統(tong)。

背景技術：

1、對于在(zai)經(jing)濟結構和(he)能源分(fen)布、用電(dian)需(xu)求和(he)發電(dian)裝機、用電(dian)負(fu)荷季節特(te)性(xing)(xing)和(he)一次能源供(gong)(gong)應(ying)自然特(te)性(xing)(xing)之間存在(zai)著極強的(de)互補性(xing)(xing)的(de)區域，要求電(dian)網具備(bei)更大(da)范圍優化配置(zhi)的(de)能力以適應(ying)能源資源逆向分(fen)布特(te)征。風、光等新能源發電(dian)具有(you)波動性(xing)(xing)、間歇性(xing)(xing)、反(fan)調峰等不穩定特(te)征，再加上用電(dian)負(fu)荷不平均，峰谷(gu)偏(pian)差超過安(an)全閾值限(xian)制(zhi)，具有(you)一定的(de)安(an)全供(gong)(gong)應(ying)風險。

2、區(qu)(qu)(qu)域間(jian)(jian)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)一大(da)關(guan)(guan)鍵是(shi)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)進(jin)(jin)行搜(sou)(sou)(sou)索(suo)(suo)(suo)(suo)尋(xun)(xun)(xun)優(you)(you)，目前(qian)電(dian)力市場相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)研(yan)究主要(yao)基(ji)于(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)論(lun)(lun)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)以(yi)及人工智能領(ling)域相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)尋(xun)(xun)(xun)優(you)(you)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。例如：《考(kao)慮省間(jian)(jian)現貨交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)atc計算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)研(yan)究》一文利用遺(yi)傳(chuan)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)結(jie)atc計算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)進(jin)(jin)行尋(xun)(xun)(xun)優(you)(you)。基(ji)于(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)最(zui)優(you)(you)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)搜(sou)(sou)(sou)索(suo)(suo)(suo)(suo)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)主要(yao)包括floyd方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、dijkstra方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、a-star算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、edmond-karp算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、統一成本(ben)搜(sou)(sou)(sou)索(suo)(suo)(suo)(suo)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。floyd相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)目前(qian)在機(ji)器(qi)人尋(xun)(xun)(xun)徑(jing)、城市電(dian)網(wang)(wang)(wang)規劃等方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)面有(you)較(jiao)多(duo)應用，《基(ji)于(yu)(yu)帶權(quan)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)的(de)(de)(de)(de)floyd算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)對(dui)(dui)潮流(liu)(liu)轉移(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)搜(sou)(sou)(sou)索(suo)(suo)(suo)(suo)研(yan)究》基(ji)于(yu)(yu)floyd算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)求(qiu)(qiu)解(jie)系統發生故(gu)障后的(de)(de)(de)(de)潮流(liu)(liu)轉移(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)，對(dui)(dui)帶有(you)權(quan)重的(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)圖(tu)(tu)(tu)進(jin)(jin)行規劃求(qiu)(qiu)解(jie)。《dijkstra算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)電(dian)網(wang)(wang)(wang)分區(qu)(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)研(yan)究》一文提出一種基(ji)于(yu)(yu)dijkstra算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)電(dian)網(wang)(wang)(wang)分區(qu)(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，此方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)將(jiang)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)阻抗(kang)作為權(quan)重，利用dijkstra尋(xun)(xun)(xun)找距(ju)離初始點(dian)(dian)最(zui)近的(de)(de)(de)(de)站點(dian)(dian)進(jin)(jin)而完成分區(qu)(qu)(qu)，其理念(nian)可(ke)應用于(yu)(yu)電(dian)力交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)尋(xun)(xun)(xun)優(you)(you)中。《基(ji)于(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)論(lun)(lun)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)流(liu)(liu)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)新能源跨區(qu)(qu)(qu)域交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)輸(shu)電(dian)定(ding)價(jia)策略》利用edmond-karp算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)對(dui)(dui)源、匯點(dian)(dian)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)增廣路(lu)(lu)(lu)徑(jing)進(jin)(jin)行搜(sou)(sou)(sou)索(suo)(suo)(suo)(suo)，對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)輸(shu)送(song)額度實現有(you)效的(de)(de)(de)(de)快速評估。以(yi)上(shang)(shang)提到的(de)(de)(de)(de)現存的(de)(de)(de)(de)基(ji)于(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)尋(xun)(xun)(xun)徑(jing)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)雖(sui)然可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)純直流(liu)(liu)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)中對(dui)(dui)雙向交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)的(de)(de)(de)(de)最(zui)優(you)(you)路(lu)(lu)(lu)徑(jing)搜(sou)(sou)(sou)索(suo)(suo)(suo)(suo)但(dan)是(shi)僅(jin)適用于(yu)(yu)對(dui)(dui)單一交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)的(de)(de)(de)(de)尋(xun)(xun)(xun)徑(jing)。當面對(dui)(dui)同一網(wang)(wang)(wang)絡(luo)中同時進(jin)(jin)行多(duo)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)同時需要(yao)考(kao)慮網(wang)(wang)(wang)絡(luo)約束的(de)(de)(de)(de)問題(ti)(ti)和多(duo)對(dui)(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)的(de)(de)(de)(de)尋(xun)(xun)(xun)優(you)(you)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)(ti)以(yi)上(shang)(shang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)并不能滿(man)足(zu)尋(xun)(xun)(xun)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)。

3、現有(you)技術僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)采用基于圖(tu)論(lun)的幾種方法(fa)(fa)(fa)(fa)對(dui)純直流網絡中(zhong)的雙向交(jiao)易(yi)進(jin)行(xing)尋徑，但圖(tu)論(lun)中(zhong)的算法(fa)(fa)(fa)(fa)都(dou)為(wei)對(dui)單對(dui)交(jiao)易(yi)尋徑的算法(fa)(fa)(fa)(fa)且無法(fa)(fa)(fa)(fa)去考慮多(duo)對(dui)交(jiao)易(yi)同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)時(shi)網絡的承(cheng)載能力(li)。按照圖(tu)論(lun)方法(fa)(fa)(fa)(fa)對(dui)多(duo)對(dui)交(jiao)易(yi)逐次進(jin)行(xing)可能會使網絡的承(cheng)載能力(li)無法(fa)(fa)(fa)(fa)充分運(yun)用，留有(you)較大裕量。

技術實現思路

1、本(ben)發(fa)明的(de)(de)目(mu)的(de)(de)在于(yu)提供一(yi)種基于(yu)圖論的(de)(de)純直(zhi)流網絡雙向交易尋徑(jing)方(fang)法及系(xi)統，以解決上(shang)述背景技術中存在的(de)(de)至少一(yi)項(xiang)技術問題。

2、為了實現上述目的(de)，本(ben)發明(ming)采取了如下技術方案：

3、第(di)一方(fang)面，本發明提供一種(zhong)基(ji)于圖(tu)論的純直流網絡雙向交易尋徑方(fang)法，包(bao)括：

4、構(gou)建電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)交易(yi)網絡(luo)圖；所述電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)交易(yi)網絡(luo)圖由若(ruo)干節點(dian)及(ji)節點(dian)間的邊組(zu)成，節點(dian)表(biao)示電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)的各(ge)(ge)個交易(yi)單元，雙向交易(yi)直(zhi)流系(xi)統(tong)(tong)中包含各(ge)(ge)交易(yi)區(qu)域的母線節點(dian)，而(er)邊則表(biao)示元素之(zhi)間相(xiang)互的關(guan)聯和作用(yong)，雙向交易(yi)直(zhi)流系(xi)統(tong)(tong)中代表(biao)各(ge)(ge)條直(zhi)流輸電(dian)通(tong)道(dao)；

5、基(ji)于交(jiao)(jiao)易網(wang)絡(luo)圖在加入交(jiao)(jiao)易后構建最(zui)優(you)化模型，以各支(zhi)路(lu)最(zui)大潮流限制為約束，最(zui)優(you)化模型有解則代表安全校(xiao)核通過，之后對單對交(jiao)(jiao)易使用圖論(lun)的算(suan)法進行路(lu)徑搜索單獨(du)收費；

6、基(ji)于最(zui)優(you)(you)化模型(xing)，將每條(tiao)線(xian)(xian)路(lu)(lu)上的輸(shu)電價格或(huo)損耗作為構建輸(shu)電線(xian)(xian)路(lu)(lu)圖上每條(tiao)線(xian)(xian)路(lu)(lu)的權(quan)值，構成了單源最(zui)短路(lu)(lu)徑(jing)搜索(suo)問題，采(cai)用dijkstra算法求(qiu)解(jie)最(zui)優(you)(you)化模型(xing)，得(de)到最(zui)優(you)(you)路(lu)(lu)徑(jing)。

7、進一(yi)步的，由于(yu)電(dian)(dian)力系統網(wang)絡線(xian)(xian)(xian)路(lu)潮流可以雙向傳輸(shu)，故設置(zhi)網(wang)絡圖(tu)(tu)為無向圖(tu)(tu)；由于(yu)需要考慮(lv)輸(shu)電(dian)(dian)損(sun)耗(hao)和(he)輸(shu)電(dian)(dian)費用，故設置(zhi)網(wang)絡為帶權圖(tu)(tu)，并且分別建立損(sun)耗(hao)權重矩陣和(he)費用權重矩陣；當線(xian)(xian)(xian)路(lu)間交(jiao)易功率(lv)，超(chao)過(guo)atc時(shi)，將線(xian)(xian)(xian)路(lu)從交(jiao)易網(wang)絡圖(tu)(tu)中刪(shan)除，更(geng)新(xin)交(jiao)易網(wang)絡圖(tu)(tu)。

8、進一步的(de)(de)，dijkstra算法進行(xing)最優路徑求解時(shi)，首先需生成(cheng)圖(tu)，并根(gen)據生成(cheng)圖(tu)進行(xing)尋(xun)徑；鄰(lin)接矩陣(zhen)是(shi)表示頂(ding)點之(zhi)間相(xiang)鄰(lin)關(guan)系(xi)的(de)(de)矩陣(zhen)，鄰(lin)接矩陣(zhen)中的(de)(de)非零項表示兩(liang)個(ge)節(jie)點之(zhi)間的(de)(de)邊(bian)，條(tiao)目值表示邊(bian)的(de)(de)權重(zhong)，鄰(lin)接矩陣(zhen)的(de)(de)對(dui)角線元(yuan)素通常為零，但非零對(dui)角線元(yuan)素表示自環或通過(guo)邊(bian)與(yu)其自身(shen)相(xiang)連的(de)(de)節(jie)點。

9、進一(yi)步的，dijkstra算(suan)法包括：

10、通過(guo)dijkstra計(ji)算圖g中的最短路(lu)徑時，需(xu)要指定一個源點s；

11、引進兩個(ge)數組s和(he)v-s；s的作用是(shi)記(ji)錄已求出(chu)最短(duan)(duan)路(lu)徑的頂點(dian)(dian)，而v-s則(ze)是(shi)記(ji)錄還未(wei)求出(chu)最短(duan)(duan)路(lu)徑的頂點(dian)(dian)；

12、初始時(shi)，數(shu)組s中只有源(yuan)點(dian)(dian)s；數(shu)組v-s中是除源(yuan)點(dian)(dian)s之(zhi)外的(de)頂點(dian)(dian)，并且數(shu)組v-s中記錄各頂點(dian)(dian)到源(yuan)點(dian)(dian)s的(de)距離；如果頂點(dian)(dian)與源(yuan)點(dian)(dian)s不相鄰，距離為無窮大；

13、從數組(zu)v-s中(zhong)(zhong)找(zhao)出路徑最短的(de)(de)頂(ding)點k，并將(jiang)其加入到(dao)數組(zu)s中(zhong)(zhong)；同(tong)時，從數組(zu)v-s中(zhong)(zhong)移除頂(ding)點k；接著(zhu)，更(geng)新數組(zu)v-s中(zhong)(zhong)的(de)(de)各頂(ding)點到(dao)源點s的(de)(de)距(ju)離(li)；

14、直到遍歷完所(suo)有頂點(dian)。

15、進(jin)(jin)(jin)一(yi)步的(de)，多個交(jiao)易(yi)同(tong)時(shi)發生時(shi)，需對(dui)純直(zhi)流(liu)網絡中各線路(lu)潮流(liu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)物(wu)理校核(he)，驗(yan)證系統可否(fou)同(tong)時(shi)承載多個交(jiao)易(yi)的(de)同(tong)時(shi)進(jin)(jin)(jin)行(xing)，且滿(man)足輸電花費最低(di)，對(dui)多個交(jiao)易(yi)同(tong)時(shi)進(jin)(jin)(jin)行(xing)時(shi)的(de)物(wu)理校核(he)采用構建線性優化模型的(de)方式(shi)。

16、進(jin)一(yi)步(bu)的，最(zui)優路徑(jing)(jing)是(shi)指在帶(dai)權(quan)交易網(wang)絡(luo)圖g中(zhong)，從(cong)節點i到(dao)節點j之(zhi)(zhi)間(jian)所有路徑(jing)(jing)中(zhong)累計(ji)加權(quan)權(quan)重最(zui)小的一(yi)條路徑(jing)(jing)，則稱其為節點i與j之(zhi)(zhi)間(jian)的最(zui)優路徑(jing)(jing)。

17、第二(er)方(fang)面，本發明(ming)提供一種基于圖(tu)論(lun)的純(chun)直流網絡雙向交(jiao)易尋徑系統，包括：

18、第一構(gou)建模塊，用于構(gou)建電(dian)力(li)系(xi)(xi)統交易網絡圖；所述電(dian)力(li)系(xi)(xi)統交易網絡圖由若干節點(dian)及節點(dian)間的邊(bian)(bian)組成(cheng)，節點(dian)表示電(dian)力(li)系(xi)(xi)統的各(ge)個交易單元，雙(shuang)(shuang)向(xiang)交易直(zhi)(zhi)流系(xi)(xi)統中(zhong)包含各(ge)交易區(qu)域的母線節點(dian)，而邊(bian)(bian)則表示元素之間相互的關聯(lian)和(he)作用，雙(shuang)(shuang)向(xiang)交易直(zhi)(zhi)流系(xi)(xi)統中(zhong)代(dai)表各(ge)條直(zhi)(zhi)流輸(shu)電(dian)通道；

19、第二構建(jian)(jian)模塊，用于(yu)基于(yu)交(jiao)易網絡圖在(zai)加入(ru)交(jiao)易后(hou)構建(jian)(jian)最(zui)優化模型，以各(ge)支路最(zui)大潮流限制(zhi)為(wei)約束，最(zui)優化模型有解則代表(biao)安全校核通過，之后(hou)對(dui)單對(dui)交(jiao)易使(shi)用圖論的算法進行(xing)路徑搜索單獨收費；

20、求解模(mo)(mo)塊，用于(yu)基于(yu)最優(you)(you)化模(mo)(mo)型，將每(mei)條線(xian)路上(shang)的輸電價格或損耗作為(wei)構(gou)建輸電線(xian)路圖(tu)上(shang)每(mei)條線(xian)路的權值，構(gou)成了單源最短路徑(jing)(jing)搜索問題，采(cai)用dijkstra算法(fa)求解最優(you)(you)化模(mo)(mo)型，得到最優(you)(you)路徑(jing)(jing)。

21、第(di)三方(fang)面，本發明提供一(yi)種(zhong)非(fei)暫態計(ji)算(suan)(suan)機可(ke)讀存(cun)儲介(jie)質(zhi)，所(suo)述(shu)非(fei)暫態計(ji)算(suan)(suan)機可(ke)讀存(cun)儲介(jie)質(zhi)用(yong)于存(cun)儲計(ji)算(suan)(suan)機指令(ling)，所(suo)述(shu)計(ji)算(suan)(suan)機指令(ling)被處理器(qi)執行時(shi)，實現如第(di)一(yi)方(fang)面所(suo)述(shu)的(de)基于圖論的(de)純直流(liu)網絡雙向交易(yi)尋徑方(fang)法。

22、第四方面(mian)，本發明提供(gong)一種計算機設備，包(bao)括(kuo)存儲(chu)器和處(chu)理(li)器，所(suo)(suo)(suo)述(shu)處(chu)理(li)器和所(suo)(suo)(suo)述(shu)存儲(chu)器相互通(tong)信，所(suo)(suo)(suo)述(shu)存儲(chu)器存儲(chu)有可被所(suo)(suo)(suo)述(shu)處(chu)理(li)器執行(xing)(xing)的(de)程序指令，所(suo)(suo)(suo)述(shu)處(chu)理(li)器調用所(suo)(suo)(suo)述(shu)程序指令執行(xing)(xing)如(ru)第一方面(mian)所(suo)(suo)(suo)述(shu)的(de)基于圖論的(de)純(chun)直流網絡雙(shuang)向交(jiao)易尋(xun)徑(jing)方法(fa)。

23、第(di)(di)五方面(mian)，本發明提(ti)供一種電子(zi)設(she)備(bei)，包(bao)括：處(chu)(chu)(chu)理器、存(cun)(cun)儲(chu)器以及計(ji)算機(ji)(ji)程序(xu)；其中(zhong)，處(chu)(chu)(chu)理器與存(cun)(cun)儲(chu)器連接，計(ji)算機(ji)(ji)程序(xu)被(bei)存(cun)(cun)儲(chu)在存(cun)(cun)儲(chu)器中(zhong)，當電子(zi)設(she)備(bei)運行時，所述處(chu)(chu)(chu)理器執(zhi)行所述存(cun)(cun)儲(chu)器存(cun)(cun)儲(chu)的(de)(de)計(ji)算機(ji)(ji)程序(xu)，以使電子(zi)設(she)備(bei)執(zhi)行實(shi)現如(ru)第(di)(di)一方面(mian)所述的(de)(de)基于(yu)圖論的(de)(de)純直流網(wang)絡雙向交易尋徑方法的(de)(de)指令。

24、本(ben)發(fa)明有益效果：對(dui)純直(zhi)流網絡中(zhong)的多對(dui)交易(yi)同時(shi)進行(xing)安全校核并(bing)給出如何分配各支路潮流可以得(de)到最(zui)低的輸電(dian)成本(ben)，并(bing)對(dui)每對(dui)交易(yi)的路徑明確標(biao)注，可以滿足實時(shi)現貨市場雙向交易(yi)的需求。

25、本發明(ming)附加方面的(de)優(you)點(dian)，將在下述的(de)描述部分中更(geng)加明(ming)顯(xian)的(de)給出，或通過本發明(ming)的(de)實踐了(le)解到(dao)。