[发明专利]一种频变输电线建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及频变输电线电磁暂态研究领域，尤其涉及一种频变输电线建模方法。

背景技术

为了建立更精确的输电线模型，以往采用的恒定参数传输线暂态等值模型虽然简便但不适合电力系统过电压的计算。因此，考虑频变特性是建立精确输电线模型的前提。

由Budner提出的线路导纳权函数法在进行卷积时会丢掉大量信息而不准确。随后出现的前反行波权函数法因忽略了特性阻抗的频变特性而存在较大误差。Marti在该领域所做贡献最大，其提出的Marti模型将数字滤波理论应用于输电线频域模型，但该方法在对特性导纳和延时函数进行拟合时采用的波特图法将拟合函数的零极点限制于实数域范围，导致有理近似式不够精确。

在此基础上后来提出了矢量匹配法对特性导纳和延时函数进行有理近似，使所用拟合函数的零极点范围扩展到复数域，使得所建模型更精确。但该方法受随机初始极点的影响较大，不同的初始极点可以得到不同的有理近似式从而影响所建模型的精确性。

因此如何避免矢量匹配法受初始极点的影响，得到特性导纳和延时函数的准确近似式，提高频变输电线路暂态模型的精度极其重要。

发明内容

本发明提供了一种频变输电线建模方法，本发明将矢量匹配法与遗传算法相结合从而提高所建频变输电线模型精度，详见下文描述：

一种频变输电线建模方法，所述方法包括以下步骤：

构造迭代极点的适应度函数，对矢量匹配过程中出现的迭代极点群体实施选择、交叉、变异遗传操作；

利用遗传算法的全局寻优能力搜寻出最优极点，并将所述最优极点应用到矢量匹配法中，对寻优方向进行优化指导，获取具有全局最优的特性导纳、延时函数的近似有理式。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1.本发明是在Marti模型所提出的模拟滤波技术基础上提出的，Marti模型在应用波特图对特性导纳和等值电流源中的延时函数进行有理近似时拟合函数中的极点和余项受实数域限制，而本发明应用的矢量匹配法可以将该范围扩展到复数域，较Marti模型更加精确。

2.本发明利用遗传算法的全局寻优能力搜寻出最优极点，采用最优极点构成的有理近似式克服了矢量匹配法容易受初始极点影响的缺点，使得对特性导纳和延时函数进行拟合所得的近似式误差减小，从而提高了模型的精确性。

3.本发明将矢量匹配法与遗传算法相结合，并非单纯地应用遗传算法进行缓慢寻优，而是根据矢量匹配法的有理式形式对种群个体进行适时地改写，力求迭代快速收敛，极大地提高了寻优速度。

附图说明

图1为本发明的用于表示输电线路的示意图；

图2为本发明的输电线路等值电路；

图3为本发明的特性导纳的等值网络；

图4为本发明的算例中导线排列示意图；

图5为本发明的算例中特性导纳幅值地中模量的拟合曲线；

图6为本发明的算例中特性导纳相角地中模量的拟合曲线；

图7为本发明的算例中延时函数幅值地中模量的拟合曲线；

图8为本发明的算例中延时函数相角地中模量的拟合曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

由于矢量匹配法易受随机初始极点的影响，导致所得结果误差较大。基于此，通过构造迭代极点的适应度函数，对矢量匹配过程中出现的迭代极点群体实施选择、交叉、变异等遗传操作，利用遗传算法的全局寻优能力搜寻出最优极点，并将该极点应用到矢量匹配法中，对寻优方向进行优化指导，力求快速获取具有全局最优的特性导纳、延时函数的近似有理式。从而提高所建输电线模型的精确性。

101：对输电线电报方程(1)进行求解得到方程组(2)的形式；

其中，x代表线路中距离初始点的距离，U(x,ω)、I(x,ω)分别表示线路不同位置点的电压电流值，Z(ω)、Y(ω)分别表示单位长度的电阻和电导，γ为线路的传播系数，记为γI_k和U_k、I_m和U_m分别为线路两端的电流电压值，Y_c(ω)和e^-γ(ω)l分别为频变量特性导纳和延时函数。