[發明專利]一種基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法

在審

• 申請號: 202011100266.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112508324A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 江全元;寸馨;耿光超;顏融
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/08;H02J3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：訓練數據準備，實時采集大量不同運行狀態下的電力系統的量測數據，并得出不同運行狀態下的特征值；

第二步：根據歷史數據確定所需目標特征區域的邊界，在邊界內將特征區域按阻尼比和虛部值劃分為若干個面積相同的小區域，并確定各個區域的區域參考點；

第三步：未來電力系統運行情況的特征值初步評估，根據機器學習算法，采用歷史數據完成特征值評估模型訓練；由未來電力系統的實時量測數據，通過訓練完成的模型，可得出未來運行情況下目標特征值區域中每個區域的合特征值、特征值數量以及特征值的標準差；

第四步：對第三步得出的數據進行修正，并得出每個區域內特征值分布的邊界，完成區域化特征值的最終評估。

2.根據權利要求1所述的基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，第一步中所述的電力系統的量測數據包括節點和線路的有功功率和無功功率；不同運行狀態下的特征值由傳統電力系統特征值計算得出。

3.根據權利要求1所述的基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，第二步中確定目標特征區域的邊界，包括由關鍵特征值確定的最小阻尼比、最大虛部和實軸為邊界的區域，所述關鍵特征值為阻尼比小于閾值T的那部分特征值，閾值T可根據電力系統實際需求取小于15％的值。阻尼比計算公式如下：

λ＝δ±jω

其中，λ表示為特征值，δ和ω分別為特征值的實部和虛部；ξ表示為特征值的阻尼比。

4.根據權利要求1所述的基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，第二步中復平面虛軸左右兩邊劃分為小區域的方式不同，具體為：實部小于零的區域，相鄰兩區域的阻尼比之差和虛部之差相同，其中虛部小于R區域，將阻尼比邊界改為與虛軸平行的邊界，同時將兩個相鄰小區域合并為一個區域，閾值R可在實際區域劃分過程中取小于5的值；實部大于零的區域為小干擾不穩定的區域，劃分方式為不設置縱向的阻尼比邊界線，僅設置與實部小于零區域相同的虛部邊界線。

5.根據權利要求1所述的基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，第二步中區域劃分完畢后，區域參考點選取為每個區域的左上頂點為參考點。

6.根據權利要求1所述的基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，第三步中合特征值表示為，由落在同一個區域內所有特征值得出的一個合成特征值，合成方法參考物理中多個分力合成為一個合力的正交分解法，具體為：以各區域參考點的實部和虛部建立各區域直角坐標系，落在區域中的所有特征值依據參考點分解為橫軸和縱軸的分特征值，根據得出的總橫分量特征值和總縱特征值合成該區域的合成特征值，具體表示為：

其中，λ_r表示為第r個區域的合特征值，δ_r0和ω_r0分別表示r區域的參考點實部和虛部；δ_i和ω_i分別表示落在第r個區域內的第i個特征值的實部和虛部，N_r為落在該區域內總的特征值個數。特征值的標準差表示為落在同一個區域內特征值的標準差，標準差的計算公式為：

和分別表示區域r內的所有特征值實部和虛部的平均值，std_r_real和std_r_imag為第r個區域內所有特征值實部和虛部的標準差，由于實部和虛部的坐標尺度不相同，故而需要分開計算得出。

7.根據權利要求1所述的基于復平面區域化的電力系統特征值評估方法，其特征在于，第四步中的修正具體為：第三步模型訓練完成后，若某個區域的特征值數量為0，但是該區域對應的合特征值和標準差不為零，則對該合特征值合標準差進行歸零修正。