一种具有泛化能力的水电集群动态等值方法技术

本发明专利技术公开了一种具有泛化能力的水电集群动态等值方法，该方法包括如下步骤：建立水电集群动态等值模型；辨识出各个扰动下等值模型的参数；形成建立泛化等值模型的初始化数据；建立动态等值模型参数的特征样本空间；建立具有泛化能力的动态等值模型及参数。本发明专利技术具有很好的泛化能力，弥补了目前运用一般估计等值法对电力系统进行动态等值时，等值模型及参数仅能准确描述某一特定扰动的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统仿真领域，具体涉及一种具有泛化能力的水电集群动态等值 方法。
技术介绍
对大型电力系统的动态研宄感兴趣的一般只有其中一个区域，称为研宄系统；而 对距此区域较远的区域，研宄中只考虑其对研宄区域的影响而不必详细描述其内部结构的 区域，称为外部区域。在研宄时，往往将外部系统进行动态等值来显著降低计算量并突出主 要特征。目前，动态等值方法可分为3大类，分别为：同调等值法、模式等值法与估计等值 法。估计等值法的基本思想是将外部系统看作"黑箱子"，根据等值要求或等值模型应用目 的选择等值模型代替，然后采用辨识的方法，通过现场量测量，辨识等值模型的参数，实现 动态等值，其等值要求是保证等值前后区间主要振荡模式不变。动态等值核心是把握外部 系统对研宄系统的影响，而这种影响可通过研宄联络线动态潮流体现，故实际应用中的量 测量一般为从联络线上提取的功率振荡或电压变化等信息，然后采用辨识算法获得等值模 型参数。该方法的优点是只根据边界处及内部系统的量测量，不需要外部系统的详细数据 即可进行，因此更优于另外两种方法。但是由于不同扰动引起的系统响应各不相同，使得等 值模型及参数仅针对某一特定扰动下的输入输出是严格的，不能准确描述其它扰动。因此， 运用估计等值法对相同的外部区域进行等值时，由于研宄系统中扰动不同，得到的等值模 型参数也不尽相同，不具有一般性。当电力系统仿真计算中要想获得某一未知扰动的响应 曲线时，无论选择任何已知扰动所得等值模型的参数都是缺乏依据的，其误差也无法估量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述情况的不足，提供一种以量测数据为基 础，具有泛化能力的电力系统估计等值方法，该方法中，等值模型及参数不仅能描述特定的 扰动，还对其它未给定的扰动具有一定的解释能力，使其具有较强的泛化能力，并能成为分 析研宄系统安全稳定性的一般性模型，弥补了目前运用估计等值法对电力系统进行动态等 值时，等值模型及参数仅能准确描述某一特定扰动的不足。 为解决上述问题和达到上述目的，本专利技术提供的一种具有泛化能力的水电集群动 态等值方法通过以下技术方案加以实现：，包 括如下步骤： 1)建立水电集群动态等值模型； 2)针对不同扰动下的量测数据对水电集群动态等值参数进行等值，并利用粒子群 优化算法依据响应曲线辨识出各个扰动下等值模型的参数； 3)应用统计学中PCA方法对动态等值模型参数进行预处理，降低参数维度，形成 建立泛化等值模型的初始化数据； 4)以支持向量机为工具，建立动态等值模型参数的特征样本空间； 5)对特征样本空间的支持向量进行多曲线拟合参数辨识，建立具有泛化能力的动 态等值模型及参数。 进一步的，所述步骤1)中建立水电集群动态等值模型为等值发电机模型和等值 负荷模型。 进一步的，所述步骤2)中获得的量测数据为联络线上的有功功率和无功功率曲 线。 进一步的，所述步骤3)应用PCA方法建立初始化数据包括以下步骤： (3-1)针对所有等值模型参数，计算每一维数据的平均值； (3-2)计算每一维数据与其平均值的差值并构建协方差矩阵； (3-3)求取协方差矩阵的特征值与特征向量； (3-4)计算前q个最大特征值的贡献率，所述贡献率为所选取的特征值的和与所 有特征值的和的比，使其大于预定阈值，确定q值，其中，所述预定阈值为〇. 85或0. 9,该q 值为贡献率大于预定阈值的个数； (3-5)将前q个最大特征值对应的特征向量与等值模型参数构成的矩阵做积，得 到降维后的等值模型参数。 进一步的，所述步骤4)为应用支持向量机并根据降维后的等值模型参数建立动 态等值模型参数的特征样本空间，包括以下步骤： (4-1)设定核函数K(Xi，Xj)为高斯函数，其中，i，j = 1，2,3......P，P为样本的 个数，即降维后等值模型数据的个数；Xi，\为样本空间中的样本，即为降维后的某一个等 值模型参数； (4-2)利用SMO算法求解下式（1)的二次规划问题，得到Iagrange乘子α的最优 解向量；【主权项】1. ，其特征在于，包括如下步骤： 1) 建立水电集群动态等值模型； 2) 针对不同扰动下的量测数据对水电集群动态等值参数进行等值，并利用粒子群优化 算法依据响应曲线辨识出各个扰动下等值模型的参数； 3) 应用统计学中PCA方法对动态等值模型参数进行预处理，降低参数维度，形成建立 泛化等值模型的初始化数据； 4) 以支持向量机为工具，建立动态等值模型参数的特征样本空间； 5) 对特征样本空间的支持向量进行多曲线拟合参数辨识，建立具有泛化能力的动态等 值模型及参数。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述步骤1)中建立水电集群动态等值模型为建立等值发电机模型和等值负荷模型。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述步骤2)中所述的量测数据为联络线上的有功功率和无功功率曲线。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述步骤3)中应用PCA方法建立初始化数据包括以下步骤： (3-1)针对所有等值模型参数，计算每一维数据的平均值； (3-2)计算每一维数据与其平均值的差值并构建协方差矩阵； (3-3)求取协方差矩阵的特征值与特征向量； (3-4)计算前q个最大特征值的贡献率，所述贡献率为所选取的特征值的和与所有特 征值的和的比，使其大于预定阈值，确定q值； (3-5)将前q个最大特征值对应的特征向量与等值模型参数构成的矩阵做积，得到降 维后的等值模型参数。5. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述步骤4)为应用支持向量机并根据降维后的等值模型参数建立动态等值模型参数的特 征样本空间，包括以下步骤： (4-1)设定核函数K(XpXj)为高斯函数，其中，i，j = 1，2,3......p，p为样本的个数， 即降维后等值模型数据的个数；Xi，\为样本空间中的样本，即为降维后的某一个等值模型 参数； (4-2)利用SMO算法求解下式（1)的二次规划问题，得到Iagrange乘子α的最优解向 量；其中α i、α j分别代表样本点X i、Xj的Iagrange乘子。 (4-3)取大于0的Cli所对应的样本为支持向量，并引入到最小超球的球面上。6. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述步骤5)对支持向量进行多曲线拟合参数辨识，建立具有泛化能力的动态等值模型及 参数，包括以下步骤： (5-1)根据支持向量找出与其对应的降维前的等值模型参数； (5-2)根据降维前的等值模型参数找出与其对应的联络线功率响应曲线； (5-3)以多曲线拟合参数辨识为工具，利用粒子群优化算法对等值模型参数进行优化， 最终获得具有泛化能力的等值模型及参数。【专利摘要】本专利技术公开了，该方法包括如下步骤：建立水电集群动态等值模型；辨识出各个扰动下等值模型的参数；形成建立泛化等值模型的初始化数据；建立动态等值模型参数的特征样本空间；建立具有泛化能力的动态等值模型及参数。本专利技术具有很好的泛化能力，弥补了目前运用一般估计等值法对电力系统进行动态等值时，等值模型及参数仅能准确描述某一特定扰动的不足。【IPC分类】G06Q10-04, G06Q50-06【公开号】CN104834970【申请号】CN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有泛化能力的水电集群动态等值方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立水电集群动态等值模型；2)针对不同扰动下的量测数据对水电集群动态等值参数进行等值，并利用粒子群优化算法依据响应曲线辨识出各个扰动下等值模型的参数；3)应用统计学中PCA方法对动态等值模型参数进行预处理，降低参数维度，形成建立泛化等值模型的初始化数据；4)以支持向量机为工具，建立动态等值模型参数的特征样本空间；5)对特征样本空间的支持向量进行多曲线拟合参数辨识，建立具有泛化能力的动态等值模型及参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史华勃，王晓茹，李甘，胡柏玮，汤凡，王彪，丁理杰，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，西南交通大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：四川;51