基於層次分析模型的自動同調識別方法
2023-12-07 17:42:56 2
專利名稱：基於層次分析模型的自動同調識別方法
技術領域：
本發明涉及電力系統建模與仿真領域，尤其涉及一種基於層次分析模型(AHP)的自動同調識別方法。
背景技術：
電力系統在動態過程中存在著同調現象，即不同機組動態特性的一致性或相似性。當前，在電力系統低頻振蕩分析、暫態穩定分析、動態等值中均需要對機組的同調性進行研究。正確地識別同調機群對於研究電力系統穩定性具有重要意義。隨著大功率電力電子器件的廣泛應用對電力系統的影響越來越大，要對之進行研究，須進行電磁暫態仿真，而電磁暫態仿真受算法所限，仿真系統規模不可能做的很大，要儘量保持系統動態特性與全網一致，就必須要對大系統進行動態等值。同調等值法因概念清晰，易於實現，考慮了系統的非線性特性，適用於大規模電力系統大擾動下的動態等值， 而得到了廣泛的應用。其核心在於同調機群的識別。被廣泛採用的同調劃分方法是時域仿真法，這種方法的物理意義較為清晰，但也具有一定局限性。網絡常常存在一些功角搖擺曲線相似但是電氣距離相距很遠，轉動慣量和慣性時間常數等物理特性差別較大的機組，被分到同一個同調組，等值後可能會在這些節點之間產生大量不合理的等值支路，形成大量電磁環網，增加了系統分析和計算的難度。 在保留區域邊界節點比較少，內外網邊界分明的情況下，這種情況對動態等值影響較小，可近似忽略。但當保留區域邊界節點眾多，內外網邊界複雜的情況下，這種影響就比較嚴重。 因此從同調的物理概念出發，綜合分析影響機組同調性的各種因素並結合搖擺曲線，找到一種更為科學準確的自動同調識別的方法，成為同調等值方法的關鍵所在。考慮因素的增多，無疑增加了決策的難度。應考慮採用多屬性決策方法來解決同調識別問題。層次分析法(AHP)是一種定性與定量相結合的分析方法，能將難以定量的總目標進行分解，利用精確化、定量化的子目標系統解決問題，並能有效地測度子目標定量判斷的一致性。作為一種有用的決策工具，AHP具有應用簡單，易於理解，實用性高等特點，因而被廣泛應用於複雜決策問題。
發明內容
本發明的目的在於，針對現階段動態等值同調識別過程中普遍存在的主觀性和片面性等問題，提供一種基於層次分析模型的自動同調識別方法，綜合考慮多種因素對機組同調性的影響，將功角搖擺曲線、網絡結構和機組參數等較為突出的影響因素有機結合起來，使同調識別過程由以往的單一決策轉變為多屬性綜合決策，從而提高同調識別過程的科學性和準確度，改善動態等值效果。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種基於層次分析模型的自動同調識別方法，包括有以下步驟步驟1，採集機組參數，使用BPA數據作為原始網絡數據來源，編寫程序將所需的發電機數據從.swi文件中讀出；然後針對動態等值的需求建立於同調識別的層次分析模型； 步驟2分析機組參數的相似性，具體計算方法由下述公式給出 Ei-E權利要求
1.一種基於層次分析模型的自動同調識別方法，其特徵在於，所述同調識別方法包括以下步驟步驟1，採集機組參數，使用BPA數據作為原始網絡數據來源，編寫程序將所需的發電機數據從swi文件中讀出；然後針對動態等值的需求建立同調識別的層次分析模型； 步驟2分析機組參數的相似性，具體計算方法由下述公式給出
2.根據權利要求1所述基於層次分析模型的自動同調識別方法，其特徵在於，所述步驟1具體包括如下步驟步驟1. 1分析系統中各因素間的關係，建立系統的遞階層次結構； 步驟1. 2對同一層次各元素關於上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，構造兩兩比較的判斷矩陣；假定元素A與下一層次元素Bi，B2,…有聯繫，則構造判斷矩陣為以下形式
3.根據權利要求1所述基於層次分析模型的自動同調識別方法，其特徵在於，所述步驟(3)具體包括如下步驟步驟3. 1利用DTW方法挖掘功角搖擺曲線的時域相似性，具體是(1)對時域曲線數據進行預處理，具體方法如下將功角搖擺曲線時序序列中的所有點都減去首點，使所有功角搖擺曲線數據的初始點都變成零；(2)計算每兩條功角搖擺曲線的DTW距離，具體計算方法由如下公式給出
4.根據權利要求1所述基於層次分析模型的自動同調識別方法，其特徵在於，所述步驟(4)具體包括如下步驟步驟4. 1讀入網絡數據。具體是，使用BPA數據作為原始網絡數據來源，編寫程序將所需的網絡數據從.dat文件中讀出，生成節點信息表和支路信息表；步驟4. 2對網絡進行電氣島分析，具體是，採用深度優先搜索法DFS，查找去除500kV網架後近端網絡的拓撲連接關係，生成電氣島信息；利用活島檢測與搜索算法找出活島號及其內部的全部發電機並輸出活島信息；步驟4. 3分析發電機的拓撲相似性，具體是，認為處於同一活島內的機組的拓撲相似度為1，處於不同活島的機組的拓撲相似度為0。
全文摘要
本發明公開一種基於層次分析模型的自動同調識別方法，該方法針對動態等值的需求建立可用於同調識別的層次分析模型；對於有限時間段內穩定的多機功角搖擺曲線，從時域和頻域提取其特徵量並進行相似性分析；編製程序讀入網絡數據和發電機參數，分析機組網架拓撲關係的相似性和機組參數的相似性；應用層次分析法整合相似度指標，計算發電機動態行為相似性。本發明克服了現階段動態等值同調識別過程中普遍存在的主觀性和片面性問題，使同調識別過程由以往的單一決策轉變為多屬性綜合決策，提高了同調識別的準確性，改善了動態等值效果。
文檔編號G06F19/00GK102364490SQ201110328530
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者孫玉瑋, 張海波 申請人:華北電力大學