[發明專利]一種基于Givens正交變換的電力系統狀態估計方法

在審

• 申請號: 202110068812.X
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112749369A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 趙友國;劉尚偉;趙勇;潘凱巖;高貞彥;吳昌川;徐艷;成江東;高天亮;閻同東;徐海柱;王憲安;呂倩;逄春;荀子揚
• 申請（專利權）人: 東方電子股份有限公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 申國棟

1.一種基于Givens正交變換的電力系統狀態估計方法，其特征在于包括如下步驟：

S1：讀取電力系統遙測、遙信數據，形成節點支路模型；根據節點支路模型構建與電壓向量相關的加權雅可比矩陣H_w；為電壓向量賦初值，并將迭代次數及狀態向量修正量Δx置零，然后轉入步驟S2開始迭代計算；

S2：迭代次數加一，判斷迭代次數是否越限，若未越限，則根據當前的電壓向量值求解加權雅可比矩陣H_w，然后通過對H_w進行變轉軸行優先與行動態調整的Givens變換，求得矩陣Q，再根據矩陣Q求出狀態向量修正量Δx；所述Δx用于判斷收斂，還用于與本次的電壓向量值相加從而求出下次迭代計算時所用的電壓向量值；

S3：判斷Δx是否收斂，若Δx不收斂則返回步驟S2繼續下一次的迭代計算，若Δx收斂則根據當前的電壓向量值計算量測結果，獲得當前電力系統狀態。

2.如權利要求1所述的基于Givens正交變換的電力系統狀態估計方法，其特征在于：步驟S2中所述對H_w進行變轉軸行優先與行動態調整的Givens變換具體包括如下步驟：

S21：形成加權雅可比矩陣H_w每列超下三角非零元所在行索引，所有列的非零元行索引構成nnz_col；所述H_w每列超下三角非零元為H_wii及以下的非零元素，其中1≤i≤n，n為H_w的列數；從第一列開始，按步驟S22至S26對各列依次進行消元操作；

S22：對于第k列，從nnz_col中取出第k列的非零元行索引，記為nnz_col[k]；查找nnz_col[k]中稀疏結構完全相同的兩行記為第i行和第j行，將第i行和第j行作為Givens旋轉對，以第i行為旋轉軸，消去非零元(j，k)，然后從nnz_col[k]中刪掉第j行；

S23：繼續查找判斷nnz_col[k]中是否存在稀疏度相同的行，若存在則返回執行步驟S22，否則執行步驟S24；

S24：從nnz_col[k]中，查找稀疏度最大的行，記為minRow，作為固定旋轉軸；

S25：遍歷nnz_col[k]，取出minRow以外的非零行l，以minRow作為旋轉軸，消去非零元(l，k)；

S26：判斷minRow與k是否相同，若不相同則執行換行策略，將minRow交換到k行位置，至此完成第k列的消元；

S27：完成所有列的消元后，得到矩陣Q。

3.如權利要求2所述的基于Givens正交變換的電力系統狀態估計方法，其特征在于：步驟S21中，對所述nnz_col每列的行索引記錄的行號用二分法維護為升序的數組。

4.如權利要求2所述的基于Givens正交變換的電力系統狀態估計方法，其特征在于：步驟S25在消元過程中用二分法維護minRow、l行上非零元所在列的nnz_col數組。

5.如權利要求1所述的基于Givens正交變換的電力系統狀態估計方法，其特征在于：步驟S2中，所述加權雅可比矩陣H_w的求解方法為：對于電壓向量x有量測方程向量h(x)，將當前電壓向量值代入h(x)得到h(x₀)，進一步求得量測雅可比矩陣：

則加權雅可比矩陣H_w為：

H_w＝W^1/2H；

其中，W為量測權重矩陣。