一種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，所述方法包括以下步驟：進(jìn)行Givens正交增量行變換；進(jìn)行因子表局部修正；進(jìn)行大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)。本發(fā)明提供的基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，在保證狀態(tài)估計(jì)算法穩(wěn)定性的前提下，大大加速狀態(tài)估計(jì)計(jì)算速度，能夠靈活應(yīng)對電網(wǎng)模型變化，能夠在拓?fù)?、量測、參數(shù)發(fā)生變化的情況下，繼承前次計(jì)算因子表結(jié)果，實(shí)現(xiàn)本次電網(wǎng)狀態(tài)快速求解，進(jìn)一步提高狀態(tài)估計(jì)實(shí)用化水平，為智能調(diào)控系統(tǒng)的發(fā)展、智能電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)支撐。
【專利說明】—種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種狀態(tài)估計(jì)方法，具體講涉及一種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)是現(xiàn)代能量管理系統(tǒng)的重要組成部分，上世紀(jì)70年代初電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)概念提出，其理論與計(jì)算方法在電力系統(tǒng)的應(yīng)用效果到70年代末已被肯定，在世界各國的電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)入了實(shí)用階段，并在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善。電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)經(jīng)過40多年的發(fā)展，無論是理論上還是應(yīng)用上都已經(jīng)取得了大量成果。
[0003]最小二乘法狀態(tài)估計(jì)。該算法的計(jì)算量和使用內(nèi)存量較大，難以應(yīng)用于大型電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算；而且在權(quán)重因子相差較大、節(jié)點(diǎn)注入型量測較多或長線路和短線路相連等情況下可能出現(xiàn)病態(tài)，引起數(shù)值計(jì)算穩(wěn)定性問題。
[0004]快速分解法狀態(tài)估計(jì)。有功功率主要與電壓相角有關(guān)，而無功功率主要與電壓幅值有關(guān)，由此提出了有功、無功解耦的快速分解狀態(tài)估計(jì)。對于一般系統(tǒng)而言，該算法收斂性好，估計(jì)質(zhì)量高，但在某些病態(tài)條件下，法方程法收斂慢、有時(shí)甚至發(fā)散。
[0005]正交變換狀態(tài)估計(jì)算法。對快速分解法中的增益矩陣進(jìn)行因子分解時(shí)，增益矩陣的條件數(shù)是雅可比矩陣條件數(shù)的平方，所以按法方程形式求解大大增加了原問題的病態(tài)性，權(quán)重相差較大時(shí)的病態(tài)性。正交變換法的特點(diǎn)是數(shù)值穩(wěn)定性好，但效率不如法方程高，而且占用的內(nèi)存也較大。
[0006]混合狀態(tài)估計(jì)算法。正交變換算法雖然可以保證狀態(tài)估計(jì)的數(shù)值穩(wěn)定性，但正交矩陣是不很稀疏的龐大矩陣，在采用常數(shù)化的雅可比矩陣的算法中保存此矩陣占用空間過大。
[0007]以上算法中，基于正交變換的混合狀態(tài)估計(jì)算法無論在穩(wěn)定性還是計(jì)算速度方面都具有較高的優(yōu)越性，因此在各電力調(diào)度中心廣泛應(yīng)用。隨著電力系統(tǒng)發(fā)展以及智能電網(wǎng)建設(shè)，智能電網(wǎng)調(diào)度控制對狀態(tài)估計(jì)的要求越來越高，尤其電網(wǎng)日益規(guī)?；?、復(fù)雜化，對狀態(tài)估計(jì)計(jì)算速度提出了更高的要求，以滿足未來智能調(diào)度需求。
[0008]然而在狀態(tài)估計(jì)實(shí)際應(yīng)用中，頻頻出現(xiàn)局部量測變化、局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?、支路參?shù)變化等，導(dǎo)致狀態(tài)估計(jì)不得不因?yàn)殡娋W(wǎng)模型的局部變化而重新進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)計(jì)算，大大限制了狀態(tài)估計(jì)性能的發(fā)揮。因此就此類問題，急需一種能夠靈活應(yīng)對電網(wǎng)模型發(fā)生局部變化，對狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行快速求解的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，在保證狀態(tài)估計(jì)算法穩(wěn)定性的前提下，大大加速狀態(tài)估計(jì)計(jì)算速度，能夠靈活應(yīng)對電網(wǎng)模型變化，能夠在拓?fù)?、量測、參數(shù)發(fā)生變化的情況下，繼承前次計(jì)算因子表結(jié)果，實(shí)現(xiàn)本次電網(wǎng)狀態(tài)快速求解，進(jìn)一步提高狀態(tài)估計(jì)實(shí)用化水平，為智能調(diào)控系統(tǒng)的發(fā)展、智能電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)支撐。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0011]本發(fā)明提供一種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，所述方法包括以下步驟:
[0012]步驟1:進(jìn)行Givens正交增量行變換；
[0013]步驟2:進(jìn)行因子表局部修正；
[0014]步驟3:進(jìn)行大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)。
[0015]所述步驟I包括以下步驟:
[0016]步驟1-1:Givens正交行變換；
[0017]設(shè)實(shí)數(shù)c與s滿足:
[0018]c2+s2 = I(I)
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:進(jìn)行Givens正交增量行變換； 步驟2:進(jìn)行因子表局部修正； 步驟3:進(jìn)行大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟I包括以下步驟: 步驟1-1:Givens正交行變換； 設(shè)實(shí)數(shù)c與s滿足: c2+s2 = 1(1)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于:所述Givens正交增量行變換包括正向增量行變換和反向增量行變換； (O正向增量行變換； 針對加權(quán)雅可比矩陣Hk的局部變化，進(jìn)行Givens正交增量行變換時(shí)，如果構(gòu)造的增量行元素全為實(shí)數(shù)，則此行元素的變換過程為正向增量行變換； 假設(shè)增量行為λΑ，屯為實(shí)數(shù)行向量，Xi為實(shí)數(shù)，如果增量行只有一項(xiàng)，則增量矩陣為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟2中，加權(quán)雅可比矩陣Hk發(fā)生矩陣行數(shù)增加、矩陣行數(shù)減少、整行元素值按相同倍數(shù)放大、整行元素值按相同倍數(shù)縮小、元素值變化、矩陣列號增加和矩陣列號減少時(shí)，通過構(gòu)造對應(yīng)的增量矩陣，進(jìn)行正向增量行變換和反向增量行變換，實(shí)現(xiàn)因子表的快速局部修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟2具體分為以下七種情況: (1)矩陣行數(shù)增加； 加權(quán)雅可比矩陣行數(shù)增加對應(yīng)量測數(shù)增加的情況，根據(jù)新增量測和加權(quán)雅可比矩陣列號順序形成對應(yīng)的新增行元素向量Cli,經(jīng)改化形成增量行λ ^，取Xi=I,進(jìn)行正向增量行變換，實(shí)現(xiàn)因子表R的修正； 加權(quán)雅可比矩陣Hk為:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Givens正交增量行變換的大電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟3包括以下步驟: 步驟3-1:基于最新因子表R'進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)迭代計(jì)算； 步驟3-2:狀態(tài)估計(jì)計(jì)算結(jié)束輸出計(jì)算結(jié)果，并保存電網(wǎng)模型、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣、加權(quán)雅可比矩陣和因子 表，以為下次狀態(tài)估計(jì)計(jì)算所用。
【文檔編號】H02J3/00GK103915840SQ201410138791
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】趙昆, 賈育培, 張印, 羅雅迪, 鄒昱, 徐杰, 郎燕生, 郭子明, 張昊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)冀北電力有限公司