[发明专利]一种改进的电力系统动态安全域拟合构造方法

摘要

本发明公开了一种改进的电力系统动态安全域拟合构造方法，包括步骤1、建立实际电力系统动态模型、确定所求动态安全域对应的故障、并预设功率注入节点的有功功率上下限作为动态安全域边界上临界点的搜索范围；步骤2、利用拟正交选点法及所述搜索范围，确定临界点搜索的初值，分别以不同初值为基准，沿不同搜索方向搜索临界点；步骤3、利用步骤2得到的临界点及总偏回归平方和方法对功率注入变量进行筛选；步骤4、删除步骤2所得临界点中与步骤3所筛选掉的功率注入节点对应的有功功率注入值；步骤5、以拟合优度指标为标准，将不同初值下的临界点进行组合拟合，从而得到超平面表达式。采用本发明方法能够构造出更加合理、可靠、准确的超平面方程。

主权项

一种改进的电力系统动态安全域拟合构造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、由实际电力系统数据，建立与所述实际电力系统匹配的动态模型、确定所需求取的动态安全域Ω所对应的故障线路和故障状态、并预设发电机有功出力范围及负荷节点有功功率上下限；根据预设的发电机有功出力范围及负荷节点有功功率上下限确定动态安全域Ω临界点的搜索范围；步骤2、利用拟正交选点法及所述搜索范围，确定实际电力系统功率注入节点的注入功率搜索的初值，分别以所确定的初值为基准值，沿不同的搜索方向通过变步长搜索后得到实际电力系统动态安全域边界上的临界点；其中，正交选点法利用Hadamard矩阵，Hadamard矩阵是由+1和‑1元素构成的正交方阵，它的任意两行或两列都是正交的；步骤3、利用步骤2得到的动态安全域边界上的临界点，通过总偏回归平方和方法对所有功率注入节点的功率注入变量P1，P2，…，PN进行筛选，其中，N为功率注入节点数，假设筛选后的功率注入节点数为M；筛选的过程如下：1)定义每个功率注入变量为Pi，i＝1，2，3，……，N，由步骤2搜索得到的所有临界点，利用最小二乘法拟合得到的超平面方程为a1P1+a2P2+…+aNPN＝1，其中ai为第i个功率注入变量对应的超平面系数；估计整个超平面方程即包括所有自变量Pi回归方程的残差平方和Q：Q=Σj=1m(yj-y^j)2---(1)]]>公式(1)中，m为临界点个数；yj为观测值，yj取1；为拟合值，其中{P1k，P2k，…，PNk}为某一临界点；2)计算每个变量Pi的偏回归平方和Ri：Ri＝Qi‑Q   (2)公式(2)中，Qi表示变量Pi不在超平面方程时的拟合超平面的残差平方和；3)计算总偏回归平方和Rt：Rt=Σi=1NRi]]>4)计算变量Pi对超平面方程的贡献Ratei：Ratei＝Ri/Rt5)将Ratei按由大到小的顺序排列，并设置Ratei的阈值为10‑4；筛选掉Ratei的值小于阈值的变量Pi，将其余变量{P1，P2，…，PM}作为新的功率注入变量组合用于超平面的拟合；步骤4、从步骤2中所得的动态安全域边界上的临界点中，删除步骤3所筛选掉的N‑M个功率注入节点所对应的有功功率注入值；步骤5、按照不同的初值，将筛选后的M个功率注入节点所对应的临界点进行组合，利用最小二乘法进行拟合，并根据拟合优度指标S判断组合后的临界点拟合出的超平面的拟合情况，穷举不同初值之间的组合方式，将尽可能多的初值下的临界点进行组合，从而得到以下超平面表达式：a11P1+a21P2+...+aM1PM=1a12P1+a22P2+...+aM2PM=1...a1nP1+a2nP2+...+aMnPM=1---(3)]]>公式(3)中：aij为第j个超平面中第i个节点的超平面系数；n为描述动态安全域边界的超平面个数；所述拟合优度指标S的计算公式如下：S=1-Σj=0m(yj-y^j)2Σj=1myj2---(4)]]>公式(4)中，yj取1。