[發(fā)明專利]結(jié)點優(yōu)化的電力大系統(tǒng)諧波阻抗測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011183429.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112231926A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高小翎;王斌
• 申請（專利權(quán)）人: 高小翎
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.結(jié)點優(yōu)化的電力大系統(tǒng)諧波阻抗測量方法，其特征在于，一是在系統(tǒng)諧波阻抗等值計算中引入均值方差改良映射模型，對結(jié)點編碼進行優(yōu)化，均值方差改良映射模型優(yōu)化算法在生成子代的過程中，將所有父代種群的均值和方差考慮進來，使均值方差改良映射模型優(yōu)化算法能迅速找到最優(yōu)解，使結(jié)點導(dǎo)納矩陣在消去、分解過程中產(chǎn)生的非零注入元素最少，利用結(jié)點導(dǎo)納矩陣的稀疏特性提高求解效率，在此基礎(chǔ)上基于高壓直流輸電系統(tǒng)工頻和諧波特性，建立系統(tǒng)阻抗頻率掃描模型；二是分析電力系統(tǒng)中主要元件的運行特性，以精確的元件模型作為正確的阻抗等值計算的基礎(chǔ)，結(jié)合提供的PSD-BPA潮流數(shù)據(jù)文件的特征，建立適合諧波阻抗計算的元件等值模型，得到符合工程實際的計算結(jié)果；三是提出了電力系統(tǒng)諧波阻抗等值計算的原理和具體實現(xiàn)方法，利用稀疏矩陣存儲和調(diào)用技術(shù)，對系統(tǒng)中元件的運行參數(shù)發(fā)生變化和系統(tǒng)正常運行情況N-0、以及故障運行情況N-1、N-2分別進行諧波阻抗等值計算；

本發(fā)明采取的結(jié)點編碼優(yōu)化方案基于均值方差改良映射模型優(yōu)化算法，采用的編碼策略：

第一，讀取初始潮流數(shù)據(jù)文件，統(tǒng)計出系統(tǒng)的結(jié)點總數(shù)y，以及每個結(jié)點連接的支路數(shù)，即結(jié)點的出線度，在均值方差改良映射模型中，結(jié)點總數(shù)是優(yōu)化問題的維數(shù)y，而優(yōu)化問題的變量則是y個結(jié)點的編碼順序，根據(jù)電力大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，對出線度為1的結(jié)點首先消去，假定出線度為1的結(jié)點個數(shù)為i，則y維優(yōu)化問題被簡化為y-i維；

第二，對剩余的y-i個結(jié)點進行編碼，對其進行適應(yīng)度評估，計算消去這y-i個結(jié)點產(chǎn)生的新增支路數(shù)，再對下一個編碼進行適應(yīng)度評估，適應(yīng)度高于上一個編碼，則排在上一個編碼之前，否則不保留；依此按照適應(yīng)度遞減的順序得到m個最優(yōu)個體，對這m個最優(yōu)結(jié)點編碼進行歸一化處理；

第三，歸一化之后生成一個包含m個最優(yōu)適應(yīng)度個體的種群及其相應(yīng)的均值和方差，省去迭代開始時的很多不良解，加速搜索過程；

第四，將m個適應(yīng)度最優(yōu)a_best的個體及其相應(yīng)的值X_best存儲起來，即父代種群，然后創(chuàng)建后代，基本均值方差改良映射模型選擇需要變異的n個變量，根據(jù)生成的隨機值進行映射生成新的變量元素，優(yōu)化的均值方差改良映射模型選定n個變量后，直接根據(jù)變量值進行映射產(chǎn)生新的元素；

第五，對新生成的m個子代個體進行去歸一化，即得到結(jié)點編碼順序，對編碼進行適應(yīng)度評價，只有適應(yīng)度高于父代種群中的個體，才對其進行更新，否則不保留新生成的個體，依此按適應(yīng)度遞減的順序，得到一次迭代之后產(chǎn)生的新種群，適應(yīng)度評價是每次迭代的起點，也是其終點，然后進行歸一化，繼續(xù)循環(huán)迭代，直到滿足終止條件為止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)點優(yōu)化的電力大系統(tǒng)諧波阻抗測量方法，其特征在于，本發(fā)明利用PSD-BPA提供的潮流數(shù)據(jù)和穩(wěn)定數(shù)據(jù)，根據(jù)初始數(shù)據(jù)的格式特征，建立各元件等值模型，求解所需頻率范圍內(nèi)系統(tǒng)的諧波等值阻抗，建立各元件的正序諧波等值模型：

一是發(fā)電機，本發(fā)明忽略集膚效應(yīng)對發(fā)電機等值電阻的影響，模型中采用發(fā)電機的次暫態(tài)電抗，等值模型為：

L_G(d)＝R_a+idS″_d 式1

式中：R_a表示發(fā)電機電樞電阻，單位Ω/相；d表示諧波次數(shù)；S″_d表示發(fā)電機次暫態(tài)電抗，單位Ω/相，i為結(jié)點參數(shù)，利用BPA數(shù)據(jù)，電樞電阻R_a對應(yīng)穩(wěn)定文件MC卡或者MF卡中的定子電阻，次暫態(tài)電抗S″_d對應(yīng)穩(wěn)定文件M卡中次暫態(tài)電抗。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)點優(yōu)化的電力大系統(tǒng)諧波阻抗測量方法，其特征在于，二是變壓器，忽略集膚效應(yīng)對變壓器等值電阻的影響，變壓器的諧波等值模型表示為：

L_T(d)＝R_T+idS_T 式2

式中：R_T和S_T分別代表變壓器的短路電阻和短路電抗，單位都是Ω/相，本發(fā)明采用的變壓器π型等值模型，根據(jù)等效電路可得到結(jié)點j和結(jié)點i的自導(dǎo)納和互導(dǎo)納。