一种基于辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法技术

本发明专利技术公开了属于电力系统规划领域的一种基于辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法。本发明专利技术通过某条交流线路的电阻、电抗和电纳参数表示为一个参数向量P(x,y,z)，并定义为该条线路的代表向量、转化为两个夹角向量α(θ1，θ2)；由此读取规划电网中交流线路的电气参数数据；进行数据预处理：读取每条交流线路的电阻、电抗和电纳参数值，形成每条交流线路的参数向量P(x,y,z)，则所有交流线路的参数向量形成待辨识样本点集P；计算所有待辨识样本点集P的夹角向量，形成夹角向量集Φ，将每类中线路夹角超出阈值θs的点标记为异常点，对交流线路类型与参数进行辨识；从而为进一步辨识出错误或不合理参数奠定了基础。提高工作效率和效能。

An identification method of AC line type and parameter identification based on identification parameter projection

【技术实现步骤摘要】
一种基于辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法
本专利技术属于电力系统规划领域，特别涉及一种基于辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法。
技术介绍
在我国，BPA(电力系统分析软件)软件是电力系统规划过程中广泛使用的一款软件，具有收敛性好、计算速度快等诸多优点。然而，BPA中交流线路是用L卡表示的，一张L卡即为一条交流线路，L卡中包含的参数有线路始末端母线、线路始末端基准电压、线路的电阻、电抗、对地电导、对地电纳、线路长度等。对于电网规划潮流计算而言，电抗参数是必填项，否则无法进行潮流计算；电阻和电纳参数也是需要填写的，但不是必填项，否则只是计算结果会出现偏差；对于架空线路的电导参数，BPA中一般是不予填写的，所以在交流线路参数辨识过程中一般不加考虑。在实际电网规划工作中，交流线路L卡中很容易出现参数填写错误的情况，参数填写错误的原因主要有以下几个方面：一，随着电网规模扩大，所需填写数据很多，规划人员在手动增加和修改数据的过程中极易出现漏填和错填的情况；二，BPA自身的限制，线路L卡中的每一项参数所占的位数受限制，例如线路电抗参数值在L卡中占6个字节，如果在填写过程中电抗值超过限制长度就会造成其后面填写的参数项窜位，继而导致后面填写参数值全部出错；三，BPA中有些卡片的某些项采用自动控制精度，例如线路L卡中的线路长度项其默认精度为F4.1,即如果填写值为1111不加小数点，那么BPA自动识别为111.1，这也极易造成参数的填写错误。以上三个原因造成了在规划电网的交流线路参数中存在着相当数量的错误数据。这些给电网规划中潮流计算的收敛性和收敛结果造成了一定的困难和偏差。上述问题所导致的错误或不合理数据对规划电网的潮流计算收敛性和结果会产生较大影响。首先，错误和不合理数据会影响潮流计算的收敛性，增加规划人员调整潮流的工作负担；其次，错误和不合理数据会影响潮流计算结果的准确性，可能导致电网规划结果与实际结果偏差较远，造成较大的经济浪费，更甚者可能给电网安全埋下隐患。因此，实用、灵活、高效地实现大规模电网规划中错误和不合理数据的辨识方法具有重要的作用和实践价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出了一种基于待辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法，在电网规划潮流计算过程中，只考虑交流线路的电阻、电抗和电纳参数；这些电气参数主要与线路类型、长度有关，所以同一种类型交流线路的参数分布存在一定的规律性；假设某条交流线路的电阻、电抗和电纳参数表示为一个参数向量P(x,y,z)，则定义每条交流线路的参数向量P(x,y,z)为该条线路的代表向量；理论上同一种类型线路的坐标点位于三维空间的同一条直线上，对于每一个参数向量P(x,y,z)，其在x-z平面的投影点为P1(x,z)，其在y-z平面的投影点为P2(y,z)，P1点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θ1，P2点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θ2，则这两个夹角就能够唯一确定一条直线，即将每个点在三维空间中的位置转化为用此两个夹角向量α(θ1，θ2)来表示，也就是说同一种类型的交流线路的夹角向量是相同的或相近的；当某条交流线路由于其参数错误将使得该点与该类型的其他线路点相差较远，此时该交流线路的两个夹角或某个夹角会超出某个阈值θs，则将该点辨识为不合理或错误数据；其特征在于，基于以上规律，基于待辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法包括如下步骤：(1)读取规划电网中交流线路的电气参数数据；(2)进行数据预处理：实现对交流线路电气参数中缺失项、明显错填项进行筛查并剔除；(3)读取每条交流线路的电阻、电抗和电纳参数值，形成每条交流线路的参数向量P(x,y,z)，则所有交流线路的参数向量形成待辨识样本点集P；(4)将第i条交流线路的参数向量Pi(x,y,z)向x-z平面和y-z平面做投影，得到两个投影点Pix和Piy，则得到Pix点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θix，Piy点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θiy，即得到第i条交流线路的夹角向量α(θix,θiy)；(5)重复步骤(4)，计算所有待辨识样本点集P的夹角向量，形成夹角向量集Φ；(6)设定初始聚类数目n，对夹角向量集Φ进行k-均值聚类，k表示K个分类的意思；(7)观察聚类结果是否合理；如不满足要求，调整聚类数目n为m,此处m表示与原来的n不同，都是指分类个数；他们都是2及其以上，小于样本个数,重新进行步骤(6)；(8)标记异常点：将每类中线路夹角超出阈值θs＝0-90度的点标记为异常点；(9)输出辨识结果。本专利技术的有益效果是可以快速高效地实现大规模电网的自动计算交流线路的线路类型及其不合理参数的辨识，从而为进一步辨识出错误或不合理参数奠定了基础。通过本专利技术，实现规划电网潮流计算中错误和不合理数据辨识过程的自动化，将极大提高规划人员的工作效率和效能，同时能够提高电网规划潮流计算的收敛性，保证电网规划数据的准确性和计算结果的可靠性。附图说明图1为基于K-均值聚类的参数辨识流程图。具体实施方式本专利技术提出了一种基于待辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法，下面结合附图对本专利技术予以说明。在电网规划潮流计算过程中，一般只考虑交流线路的电阻、电抗和电纳参数。这些电气参数主要与线路类型、长度等因素有关，所以同一种类型交流线路的参数分布存在一定的规律性。假设某条交流线路的电阻、电抗和电纳参数表示为一个参数向量P(x,y,z)，定义每条交流线路的参数向量P(x,y,z)为该条线路的代表向量，则理论上同一种类型线路的坐标点位于三维空间的同一条直线上。对于每一个参数向量P(x,y,z)，其在x-z平面的投影点为P1(x,z)，其在y-z平面的投影点为P2(y,z)，P1点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θ1，P2点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θ2，则这两个夹角可以唯一确定一条直线，即可以将每个点在三维空间中的位置转化为用此两个夹角向量α(θ1，θ2)来表示，也就是说同一种类型的交流线路的夹角向量是相同的或相近的；当某条交流线路由于其参数错误将使得该点与该类型的其他线路点相差较远，此时该交流线路的两个夹角或某个夹角会超出某个阈值θs，则可将该点辨识为不合理或错误数据。基于以上规律，以k-均值聚类为例，k表示K个分类的意思；(其他聚类方法同样适用)，本专利技术的具体步骤如图1所示：(1)读取规划电网中交流线路的电气参数数据；(2)进行数据预处理：实现对交流线路电气参数中缺失项、明显错填项进行筛查并剔除；(3)读取每条交流线路的电阻、电抗和电纳参数值，形成每条交流线路的参数向量P(x,y,z)，则所有交流线路的参数向量形成待辨识样本点集P；(4)将第i条交流线路的参数向量Pi(x,y,z)向x-z平面和y-z平面做投影，得到两个投影点Pix和Piy，则得到Pix点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θix，Piy点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θiy，即得到第i条交流线路的夹角向量α(θix,θiy)；(5)重复步骤(4)，计算所有待辨识样本点集P的夹角向量，形成夹角向量集Φ；(6)设定初始聚类数目n，对夹角向量集Φ进行k-均值聚类；(7)观察聚类结果是否合理；如不满足要求，调整聚类数目n为m,此处m表示与原来的n不同，都是指分类个数；他们都是2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于待辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法，在电网规划潮流计算过程中，只考虑交流线路的电阻、电抗和电纳参数；这些电气参数主要与线路类型、长度有关，所以同一种类型交流线路的参数分布存在一定的规律性；假设某条交流线路的电阻、电抗和电纳参数表示为一个参数向量P(x,y,z)，则定义每条交流线路的参数向量P(x,y,z)为该条线路的代表向量；理论上同一种类型线路的坐标点位于三维空间的同一条直线上，对于每一个参数向量P(x,y,z)，其在x‑z平面的投影点为P1(x,z)，其在y‑z平面的投影点为P2(y,z)，P1点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θ1，P2点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θ2，则这两个夹角就能够唯一确定一条直线，即将每个点在三维空间中的位置转化为用此两个夹角向量α(θ1，θ2)来表示，也就是说同一种类型的交流线路的夹角向量是相同的或相近的；当某条交流线路由于其参数错误将使得该点与该类型的其他线路点相差较远，此时该交流线路的两个夹角或某个夹角会超出某个阈值θs，则将该点辨识为不合理或错误数据；其特征在于，基于以上规律，基于待辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法包括如下步骤：(1)读取规划电网中交流线路的电气参数数据；(2)进行数据预处理：实现对交流线路电气参数中缺失项、明显错填项进行筛查并剔除；(3)读取每条交流线路的电阻、电抗和电纳参数值，形成每条交流线路的参数向量P(x,y,z)，则所有交流线路的参数向量形成待辨识样本点集P；(4)将第i条交流线路的参数向量Pi(x,y,z)向x‑z平面和y‑z平面做投影，得到两个投影点Pix和Piy，则得到Pix点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θix，Piy点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θiy，即得到第i条交流线路的夹角向量α(θix,θiy)；(5)重复步骤(4)，计算所有待辨识样本点集P的夹角向量，形成夹角向量集Φ；(6)设定初始聚类数目n，对夹角向量集Φ进行k‑均值聚类，k表示K个分类的意思；(7)观察聚类结果是否合理；如不满足要求，调整聚类数目n为m,此处m表示与原来的n不同，都是指分类个数；他们都是2及其以上，小于样本个数,重新进行步骤(6)；(8)标记异常点：将每类中线路夹角超出阈值θs＝0‑90度的点标记为异常点；(9)输出辨识结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于待辨识参数投影的交流线路类型与参数辨识方法，在电网规划潮流计算过程中，只考虑交流线路的电阻、电抗和电纳参数；这些电气参数主要与线路类型、长度有关，所以同一种类型交流线路的参数分布存在一定的规律性；假设某条交流线路的电阻、电抗和电纳参数表示为一个参数向量P(x,y,z)，则定义每条交流线路的参数向量P(x,y,z)为该条线路的代表向量；理论上同一种类型线路的坐标点位于三维空间的同一条直线上，对于每一个参数向量P(x,y,z)，其在x-z平面的投影点为P1(x,z)，其在y-z平面的投影点为P2(y,z)，P1点与坐标原点的连线与x轴的夹角为θ1，P2点与坐标原点的连线与y轴的夹角为θ2，则这两个夹角就能够唯一确定一条直线，即将每个点在三维空间中的位置转化为用此两个夹角向量α(θ1，θ2)来表示，也就是说同一种类型的交流线路的夹角向量是相同的或相近的；当某条交流线路由于其参数错误将使得该点与该类型的其他线路点相差较远，此时该交流线路的两个夹角或某个夹角会超出某个阈值θs，则将该点辨识为不合理或错误数据；其特征在于，基于以上规律，基于待辨识参数投影的交...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑华，吉杨，段云琦，林童，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11