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    重庆时时彩计划破解版: 一种基于GIVENS正交增量行变换的大电网状态估计方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410138791.4

    申请日:

    2014.04.08

    公开号:

    CN103915840A

    公开日:

    2014.07.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02J 3/00申请日:20140408|||公开
    IPC分类号: H02J3/00; G06F19/00(2011.01)I 主分类号: H02J3/00
    申请人: 国家电网公司; 中国电力科学研究院; 国网冀北电力有限公司
    发明人: 赵昆; 贾育培; 张印; 罗雅迪; 邹昱; 徐杰; 郎燕生; 郭子明; 张昊
    地址: 100031 北京市西城区西长安街86号
    优先权:
    专利代理机构: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410138791.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.01.20|||2014.08.20|||2014.07.09

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,所述方法包括以下步骤:进行Givens正交增量行变换;进行因子表局部修正;进行大电网状态估计。本发明提供的基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,在保证状态估计算法稳定性的前提下,大大加速状态估计计算速度,能够灵活应对电网模型变化,能够在拓扑、量测、参数发生变化的情况下,继承前次计算因子表结果,实现本次电网状态快速求解,进一步提高状态估计实用化水平,为智能调控系统的发展、智能电网建设提供技术支撑。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
    步骤1:进行Givens正交增量行变换;
    步骤2:进行因子表局部修正;
    步骤3:进行大电网状态估计。

    2.  根据权利要求1所述的基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,其特征在于:所述步骤1包括以下步骤:
    步骤1-1:Givens正交行变换;
    设实数c与s满足:
    c2+s2=1        (1)

    其中,Tij为Givens正交变换矩阵,由Givens正交变换矩阵所确定的线性变换即为Givens变换,且i<j;
    设x=(a1,a2,…,ai,…,aj,…,an)T,其中ai,aj不全为0,则选择Givens正交变换矩阵Tij,使:
    Tijx=y≡(a1,a2,…,ai,,…,aj,,…,an)T(3)
    则:
    c=ai/ai2+aj2s=aj/ai2+aj2---(4)]]>
    经过正交变换后的结果为:
    ait=ai2+aj2ajt=0---(5)]]>
    HR为加权雅可比矩阵,该矩阵为实数矩阵且非奇异,则存在正交矩阵T1,T2,…,Tn-1一系列Givens正交变换矩阵使:

    其中,Tk=Tk,k,Tk,k-1,…,Tk,i,…Tk,1,实现对第k+1行下三角元素的消元,Tk,i实现对(k+1,i)元素消元;通过T1,T2,…,Tk,…,Tn-1一系列Givens正交变换矩阵,实现HR逐行消元,并形成三角矩阵R,称三角矩阵R为因子表;
    步骤1-2:Givens正交增量行变换;
    当加权雅可比矩阵HR发生局部变化,变为矩阵HR′时,基于HR的Givens正交行变换结果,在因子表R基础上构造增量矩阵d=[λ1d1;…;λidi;…],通过对增量矩阵d继续分解形成新的分解结果R′,实现加权雅可比矩阵HR发生变化时因子表R的快速修正;
    加权雅可比矩阵HR为:
    HR=a11a12a13···a1na21a22a23···a2na31a32a33···a3na41a42a43···a4n···············am1am2am3···am4---(7)]]>
    其中,m>n;
    加权雅可比矩阵HR分解结果R为:

    加权雅可比矩阵HR发生局部变化变为矩阵HR′,对应分解结果R变为R′,通过Givens正交增量行变换实现如下:
    TdRd=R'---(9)]]>
    其中,Td为分解增量矩阵d所需的系列Givens正交变换矩阵。

    3.  根据权利要求2所述的基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,其特征在于:所述Givens正交增量行变换包括正向增量行变换和反向增量行变换;
    (1)正向增量行变换;
    针对加权雅可比矩阵HR的局部变化,进行Givens正交增量行变换时,如果构造的增量行元素全为实数,则此行元素的变换过程为正向增量行变换;
    假设增量行为λidi,di为实数行向量,λi为实数,如果增量行只有一项,则增量矩阵为:
    [λidi]=[λidi1 λidi2 λidi3 … λidin]     (10)
    继承HR分解结果因子表R,并和增量矩阵合并,则被分解矩阵如下:

    增量矩阵上方的元素均不需要分解,只有增量矩阵需要分解,若分解元素为λidij,构造Givens正交变换矩阵其中:
    c=rjj/rjj2+λi2dij2---(12)]]>
    s=λizij/rjj2+λi2dij2---(13)]]>
    经过正向增量行变换后的结果为:
    rjjt=rjj2+λi2dij2---(14)]]>
    (λidij)t=0            (15)
    同理分解其它元素,只需构造一系列Givens正交变换矩阵实现正向增量行变换;
    (2)反向增量行变换;
    针对加权雅可比矩阵HR的局部变化,进行Givens正交增量行变换时,如果构造的增量行元素全为虚数,则此行元素的变换过程为反向增量行变换;
    假设增量行为λidi,di为实数行向量,λi为虚数,且有0i<λi≤i,增量矩阵为:
    [λidi]=[λidi1 λidi2 λidi3 … λidin]      (16)
    继承HR分解结果因子表R,并和增量矩阵合并,则被分解矩阵如下:

    分解元素λidij,构造复数正交变换矩阵其中c为实数,s为虚数,有
    c=rjj/rjj2+λi2dij2---(18)]]>
    s=λidij/rjj2+λi2dij2---(19)]]>
    经过反向增量行变换后的结果为:
    rjjt=rjj2-imag(λi2)dij2---(20)]]>
    (λidij)t=0        (21)
    同理分解其它元素,只需构造一系列Givens正交变换矩阵实现反向增量行变换。

    4.  根据权利要求1所述的基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,其特征在于:所述步骤2中,加权雅可比矩阵HR发生矩阵行数增加、矩阵行数减少、整行元素值按相同倍数放大、整行元素值按相同倍数缩小、元素值变化、矩阵列号增加和矩阵列号减少时,通过构造对应的增量矩阵,进行正向增量行变换和反向增量行变换,实现因子表的快速局部 修正。

    5.  根据权利要求4所述的基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,其特征在于:所述步骤2具体分为以下七种情况:
    (1)矩阵行数增加;
    加权雅可比矩阵行数增加对应量测数增加的情况,根据新增量测和加权雅可比矩阵列号顺序形成对应的新增行元素向量di,经改化形成增量行λidi,取λi=1,进行正向增量行变换,实现因子表R的修正;
    加权雅可比矩阵HR为:
    HR=a11a12a13···a1na21a22a23···a2na31a32a33···a3na41a42a43···a4n···············am1am2am3···am4---(22)]]>
    行数增加后的加权雅可比矩阵HR′为:
    HR'=a11a12a13···a1na21a22a23···a2na31a32a33···a3na41a42a43···a4n···············di1di2di3···din···············am+1,1am+1,2am+1,3···am+1,4--(23)]]>
    如果di行为新增行,则增量矩阵d为[di],在矩阵HR′分解结果R基础之上对d进行正向增量行变换;同理,多个新增行只需扩展增量矩阵d,不需考虑各行先后顺序;
    (2)矩阵行数减少;
    加权雅可比矩阵行数减少对应量测数减少的情况,对要删除量测对应的加权雅可比矩阵行向量ai进行改化,形成虚数增量行λiai,取λi=i,对增量行进行反向增量行变换,实现因子表R的修正;
    行数减少后的加权雅可比矩阵HR′为:
    HR'=a11a12a13···a1na21a22a23···a2na31a32a33···a3na41a42a43···a4n···············di1di2di3···din···············am,1am,2am,3···am,4--(24)]]>
    如果ai行为删除行,则增量矩阵a为[ai],在矩阵HR′分解结果R基础之上对a进行反向增量行变换;同理,删除多个行只需扩展增量矩阵a,不需考虑各行先后顺序;
    (3)整行元素值按相同倍数放大;
    整行元素值按相同倍数放大对应量测权重调大,对要增大权重的量测对应行元素向量ai进行改化,形成增量行λiai,取λi=ω′,ω′为增大百分比,对增量行进行正向增量行变换,
    实现因子表R的修正;同理,多行元素的处理,构造多个增量行,扩展增量矩阵a,不需考虑各行先后顺序;
    (4)整行元素值按相同倍数缩??;
    整行元素值按相同倍数缩小对应量测权重调小,对要减小权重的量测对应行元素向量ai进行改化,形成增量行λiai,取λi=ω′′*i,ω′′为减小百分比,对增量行进行反向增量行变换,实现因子表R的修正;同理,多行元素的处理,构造多个增量行,扩展增量矩阵a,不需考虑各行先后顺序;
    (5)元素值变化;
    元素值变化对应开关刀闸状态变化和支路参数变化,但不影响节点变化数,分析开关刀闸变化或支路参数变化影响的矩阵行,对每个受影响的行向量改化形成两个增量行,并分别进行反向增量行变换和正向增量行变换;
    如果行向量ai=(ai1,ai2,…aij,…,ain)是被影响的元素行之一,变为ai′=(ai1,ai2,…aij,…,ain)′,则需要构造增量行如下:
    λiai=λi(ai1,ai2,…aij,…,ain)        (25)
    λi'ai'=λi'(ai1,ai2,…aij,…,ain)'       (26)
    取λi=i,进行反向增量行变换;取λi′=1,进行正向增量行变换;如果参数变化影响多个 行向量,同理构造类似增量行,并分别进行反向增量行变换和正向增量行变换;
    (6)矩阵列号增加;
    矩阵列号增加包括以下两种情况:
    1)通过新建支路或支路投运而引起电气岛物理母线的增加,导致计算母线数增加;
    1-1)把对应的计算母线排到HR最后一列,分析新增列向量非0元素关联的行向量,形成受影响的向量集合a1={a1,a2,…,ae};
    1-2)构造增量行;
    对a1中每个关联的行向量改化形成两个增量行;如果行向量ai=(ai1,ai2,…aij,…,ain)增加列号后变为ai′=(ai1′,ai2′,…aij′,…,ain′,ai(n+1)),其中ai(n+1)为ai扩维后的新增元素,其他元素只有部分发生了变化,则需要构造增量行如下:
    λiai=λi(ai1,ai2,…aij,…,ain)                 (27)
    λi'ai'=λi'(ai'1,ai'2,…ai'j,…,ai'n,ai(n+1))        (28)
    1‐3)进行正交增量行变换;
    a)取λi=i,进行反向增量行变换;
    b)扩充矩阵维数;
    c)取λi′=1,进行正向增量行变换;
    2)物理母线数不变,通过开关刀闸的开断引起计算母线分裂,导致计算母线数增加;母线e分裂为母线f和g,则保证:e=f且g=n+1;并进行如下操作:
    2-1)分析被分裂母线e对应矩阵的列向量,搜索非0元素关联的行向量,形成受影响的向量集合a2={a1,a2,…,af};
    2-2)从a2中分析,由于母线分裂受影响的行向量,并形成向量集合a3;
    2-3)采用a1的处理方法处理a3;
    用同样的处理方式处理增加多个列号的情况;
    (7)矩阵列号减少;
    矩阵列号减少同样对应两种情况:
    1)通过支路停运而引起电气岛物理母线数的减少,导致计算母线数减少;
    1-1)分析将要消失母线t对应列向量非0元素关联的行向量,形成受影响的向量集合 a1={a1,a2,…,ae};
    1-2)构造增量行;
    对a1中每个关联的行向量改化形成两个增量行;如果行向量ai=(ai1,ai2,…aij,…,ain)列号减少后变为ai′=(ai1′,ai2′,…aij′,…,ai(n-1)′),其中ain为ai降维后的将删除的元素,其他元素只有部分发生了变化,则需要构造增量行如下:
    λiai=λi(ai1,ai2,…aij,…,ain)         (29)
    λi'ai'=λi'(ai'1,ai'2,…ai'j,…,ai'(n-1))                (30)
    1-3)进行正交增量行变换:
    a)取λi=i,进行反向增量行变换;
    b)更新母线t之后列号;
    c)取λi′=1,进行正向增量行变换;
    2)物理母线数不变,通过开关刀闸的闭合引起计算母线合并,导致计算母线数减少;
    母线f和g合并为母线e,并满足e=f(f<g);进行如下操作:
    2-1)分析母线f和g对应矩阵的列向量,搜索非0元素关联的行向量,形成受影响的向量集合a2={a1,a2,…,af};
    2-2)从a2中分析,由于母线合并受影响的行向量,并形成向量集合a3;
    2-3)采用a1的处理方法处理a3,需注意的是在正交增量行变换过程中,需要更新母线g之后的列号;
    用同样的处理方式处理减少多个列号的情况。

    6.  根据权利要求1所述的基于Givens正交增量行变换的大电网状态估计方法,其特征在于:所述步骤3包括以下步骤:
    步骤3-1:基于最新因子表R′进行状态估计迭代计算;
    步骤3-2:状态估计计算结束输出计算结果,并保存电网模型、节点导纳矩阵、加权雅可比矩阵和因子表,以为下次状态估计计算所用。

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    一种 基于 GIVENS 正交 增量 变换 电网 状态 估计 方法
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