[發明專利]一種基于輸電線路狀態估計的參數優化方法

在審

• 申請號: 202010015728.7
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111222286A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 姜濤;曹杰;王蕾;薄小永;曲朝陽;劉世民;薛凱;呂洪波;胡可為;于建友;徐鵬程;郭善成
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;國網吉林省電力有限公司;國網內蒙古東部電力有限公司信息通信分公司;國網東北分部綠源水力發電公司太平灣發電廠
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/00;G06F113/16
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明的一種基于輸電線路狀態估計的參數優化方法，其特點是，包括：基本粒子群參數優化、權重系數優化、學習因子優化和輸電線路狀態估計參數優化等內容，該方法能夠克服傳統群智能參數優化方法，在局部和全局搜索能力平衡不足的問題，尤其是當搜索空間范圍相對較大且遍歷搜索節點較困難時，采用非線性權重系數和學習因子協同優化平衡算法的全局和局部搜索能力，并在進化的過程中快速收斂到全局最優解，確定狀態估計最優參數，提高狀態估計精確度。該方法科學合理，可適用于各種狀態估計的參數優化問題。

技術領域

本發明涉及電網輸電線路狀態估計與參數優化技術領域，是一種基于輸電線路狀態估計的參數優化方法。

背景技術

伴隨著現有電網物理復雜度的升高，導致電網安全穩定運行面臨嚴峻挑戰。與此同時，調度運行人員對電網特性的掌握也較強的依賴于電網模型實時監測與智能分析。準確的電網參數是進行電網建模、狀態估計、潮流計算等電力系統計算的基礎。將電網元件參數和遙測數據并稱為電網的基礎數據，輸電線路參數屬于電網元件的基礎參數之一，包含電阻、電納、電抗等多種參數，且輸電線路元件在電網中的數量最多，輸電線路參數值偏差會對電網運行造成眾多不良影響，主要表現為：①參數錯誤導致電網模型的不準確，從而降低各種應用軟件的計算精度；②電網狀態量估計結果產生較大誤差；③削弱狀態估計檢測辨識不良數據的能力；④電網功率分配不經濟等隱患，可能引發對電網系統錯誤的控制動作。因此，輸電線路參數的準確性顯得尤為重要，對保證電網的安全穩定運行具有重要的意義。

為提高輸電線路狀態估計的參數準確性，在實際應用中，狀態估計中參數的優化是提高狀態估計性能的一個重要手段，且隨著數據的增加，影響著狀態估計模型的執行效率。參數優化本質是搜索問題，即需要依據某種搜索策略通過有限次的搜索，在無數種參數組合的參數空間中搜索到一組最優的近似全局解，使狀態估計模型的性能達到最優。從而提高輸電線路參數計算速度及估計結果精確度，進而滿足電網發展需要，保障電力系統的安全可靠運行。

發明內容

本發明的目的是，克服傳統群智能參數優化方法在局部和全局搜索能力平衡方面不足的問題，尤其是當搜索空間范圍相對較大且遍歷搜索節點較困難時，其收斂能力更會受到影響。提供一種科學合理，適用性強，能夠在輸電線路狀態估計中自適應地平衡全局和局部搜索能力，在搜索進化的過程中快速收斂到全局最優解的輸電線路狀態估計參數優化方法。

本發明的目的是由以下技術方案來實現的：一種基于輸電線路狀態估計的參數優化方法，其特征是，它包括的內容有：

1)基本粒子群參數優化

粒子群算法(Particle Swarm Optimization，PSO)在參數優化過程中模擬鳥類群體的飛行活動，將其飛行空間視為搜索空間，用一個粒子來抽象表示每只鳥的個體，每個粒子都是一個候選解，把鳥類群體找到食物問題模擬為搜索空間中，每個粒子在覓食過程中不斷更新自己的飛行速度和方向，從而搜索到粒子群中的最優解，

在粒子群優化問題求解過程中，搜索D維空間中的一只鳥被抽象為一個粒子(Particle)，粒子i在D維空間中的位置和速度由向量表示，Pbest表示粒子i在搜索期間搜索到的最優位置，Gbest表示粒子i在搜索期間搜索到的種群中所有粒子的最優位置，粒子i根據速度函數迭代調整并更新粒子i的飛行速度及移動方向，最終確定最優解，即鳥類群體找到食物，該算法中，用X＝(x₁,x₂,···,x_n)表示n個粒子組成的粒子群，則粒子i的向量分別表示為：

①當前粒子的位置：X_i＝(x_i1,x_i2,···,x_iD)^T

②歷史時刻粒子的最佳位置：P_i＝(p_i1,p_i2,···,p_iD)^T