[发明专利]基于幂法和并行计算技术的大规模电网异常负荷识别方法

权利要求书

1.一种基于幂法和并行计算技术的大规模电网异常负荷识别方法，包括以下步骤：

步骤1：根据目标电力系统的区域划分，利用全网PMU量测数据，构造各分区的数据源矩阵X_s,z；如为模拟现场信号，引入噪声和随机波动负荷；

所述构造各分区的数据源矩阵X_s,z：对于一个有w个分区的大规模电力系统，由各分区PMU采集并上传至所属分区调度控制中心主站的电压幅值或相角时序数据，分别构建相应分区数据源矩阵X_s,z，其中分区编号z＝1,2,…,w；X_s,z的表达如式(1)所示，

其中，N为采样变量数，t_i为采样时刻；

所述如为模拟现场信号，其中X_s,z不仅存在随机噪声的干扰，还受到了负荷随机波动造成的影响，其异常检测模型可表达如式(2)所示，

X_S,Z＝(1+ψ_z)X_p,z+m_z×η_z (2)

式中X_p,z为未受噪声污染的信号矩阵，Ψ_z为负荷随机波动率，波动范围设置为±1％，η_z为噪声矩阵，m_z为噪声幅值；

步骤2：采用滑动窗口技术，确定各分区时间窗口宽度T，并设定采样起始时刻t₁；

步骤3：依托并行计算技术，将各分区的计算任务分配给其区域计算终端完成；根据所设窗口宽度T，由各分区的数据源矩阵X_s,z同步地获得相应分区的N_z×T维滑动窗口矩阵其中N_z是采样数据的维数；

步骤4：在各分区计算终端中，对各分区X_z的行向量同步地进行标准化处理，得到标准非厄米特矩阵X_n,z；

步骤5：在各分区计算终端中，同步地计算各分区X_n,z矩阵的样本协方差矩阵S_z；

步骤6：在各分区计算终端中，同步对各分区的S_z进行幂法迭代计算，估算各分区的样本协方差矩阵最大特征值MESCM，即S_z的最大特征值λ_max,z；

所述幂法迭代计算：采用幂法迭代估算各分区样本协方差矩阵最大特征值λ_max,z，如式(6)所示，

式中u_k,z表示迭代过程中最大特征值对应特征向量，v_k,z表示“归一化”后的迭代向量，v_0,z＝{1,1，…，1}_Nz×1，当k充分大或||max(u_k,z)-max(u_k-1,z)||ε时，max(u_k,z)≈λ_max,z；

步骤7：在这些区域计算终端中，各分区分别估算当前时刻信噪比ρ_z，获得相应分区的MESCM动态阈值γ_z；

步骤8：电网状态异常越限判别：判断是否该最大特征值λ_max,z大于阈值γ_z，若λ_max,z≥γ_z成立，则判定电网发生状态异常，发出警告；否则，当前无异常状态，返回步骤3继续执行状态异常检测流程。

2.如权利要求1所述的基于幂法和并行计算技术的大规模电网异常负荷识别方法，其特征在于：所述步骤3中依托并行计算技术，获得相应分区滑动窗口矩阵X_z：采用滑动窗口技术，由步骤2所得各分区时间窗口宽度T和采样起始时刻t₁，从各分区的数据源矩阵X_s,z同步地获得相应分区的N_z×T维滑动窗口矩阵X_z，单位：个；T是滑动窗口宽度，单位：个；矩阵行列比c_z，如式(3)所示，

c_z∈(0,∞)，为比值，无单位。