一種基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法，包括以下步驟：1)提取交流線路信息；2)計算交流線路的實際電阻與電抗比值；3)在線路標準參數庫中查找該型號線路單位長度的標準電阻、電抗、電導和電納值；4)判斷輸入文件中是否含有交流線路長度信息；5)將交流線路參數的標準值與實際值進行對比，如果沒有超過預警閾度值，則參數合理，結束識別；；6)將交流線路參數的估算標準值與標準值變化范圍進行檢驗，如果在標準值變化范圍的最大值和最小值之間，則參數合理，結束識別；7)輸出標識為錯誤或不合理數據的相關信息。本發明可以廣泛應用于大規模電網規劃中的交流線路參數識別與修正。
【專利說明】一種基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種交流線路參數辨識與修正方法，特別是關于一種基于線路阻抗比 的交流線路參數辨識與修正方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟的快速發展，電網規模也在迅速擴張，由于信息化工具的限制，大規 模的電網一方面增大了規劃人員填錯數據的可能性，另一方面給排查錯誤數據帶來了極大 的不便，這也造成了實際操作過程中，規劃人員明明知道可能存在數據填寫錯誤，但苦于沒 有辨識如此大規模數據方法而束手無策。
[0003] 在我國，BPA電力系統計算分析軟件是電力系統規劃過程中廣泛使用的一款軟件， 具有收斂性好、計算速度快等諸多優點。然而，現階段規劃人員在實際操作使用BPA的過程 中，由于BPA缺乏靈活實用的人機交互工具，其潮流計算數據主要由人工錄入填寫完成，并 且同一個規劃電網的BPA數據需要不同人分別填寫才能完成，這其中可能有地市級、省級、 區域級等電網規劃人員，由于技術、業務等嫻熟程度存在較大差異，往往導致BPA數據在采 集獲取、填寫錄入、編輯修改等過程中不可避免的產生錯誤或不合理的數據。另外，由于BPA 軟件本身存在諸多的特殊數據格式限制，例如BPA中各數據卡的每一項都有特殊的數據長 度和數據精度規范，然而由于不同使用人員的熟悉和理解程度、填寫習慣方式等方面存在 較大差異，往往導致不同人員在填寫相同數據時會產生計算精度不同的現象。
[0004] 上述問題所導致的錯誤或不合理數據對BPA的潮流計算收斂性和結果會產生較 大影響。首先，錯誤和不合理數據會影響潮流計算的收斂性，增加規劃人員調整潮流的工作 負擔；其次，錯誤和不合理數據會影響潮流計算結果的準確性，可能導致電網規劃結果與實 際結果偏差較遠，造成較大的經濟浪費，更甚者可能給電網安全埋下隱患。因此，實用、靈 活、高效地實現大規模電網規劃中錯誤和不合理數據的辨識和修正方法具有重要的作用和 實踐價值。
【發明內容】
[0005] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種可全面高效地實現大規模電網規劃中錯 誤和不合理數據的辨識和修正的基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基于線路阻抗比的交流線路參 數辨識與修正方法，包括以下步驟：1)在已有BPA dat文件中提取用于潮流計算的交流線 路的信息；2)計算步驟1)中提取的所有交流線路的實際電阻與電抗比值；3)判斷步驟1) 中提取的交流線路信息中是否含有交流線路型號信息，如果有，則直接利用含有的交流線 路型號信息在線路標準參數庫中查找該型號線路單位長度的標準電阻、電抗、電導和電納 值；反之，則根據步驟2)中計算的交流線路的實際電阻與電抗比值與線路標準參數庫中的 標準電阻與電抗比值進行比對，確定線路型號，并根據確定的線路型號在線路標準參數庫 中查找該型號線路單位長度的標準電阻、電抗、電導和電納值；4)判斷步驟1)中提取的交 流線路信息中是否含有交流線路長度信息，如果有，則根據交流線路長度信息與步驟3)中 在線路標準參數庫中查找到的該型號線路單位長度的標準參數值計算得到該交流線路參 數的標準值，進入步驟5);反之，利用不同線路參數間的關聯關系建立回歸模型，根據所建 立的回歸模型對交流線路的長度進行估算，然后再根據估算的交流線路長度與步驟3)中 在線路標準參數庫中查找到的該型號線路單位長度的標準參數值計算得到該交流線路參 數的估算標準值，進入步驟6) ;5)將步驟4)中所獲得的交流線路參數的標準值與該交流線 路參數的實際值進行對比，判斷該交流線路參數的標準值與實際值的偏差是否超過預先設 定的預警閾度值，如果沒有超過預警閾度值，則該交流線路參數填寫合理，結束參數識別； 反之，則將該交流線路參數的實際值標記為錯誤或不合理數據，并將步驟4)中所獲得的該 交流線路參數的標準值作為推薦的修改值，同時給出該型號交流線路的所有該類參數的標 準值變化范圍作為人工再修正調整的參考范圍，進入步驟7) ;6)將步驟4)中所獲得的交 流線路參數的估算標準值與該型號交流線路的所有該類參數的標準值變化范圍進行檢驗， 如果該交流線路參數的估算標準值在該型號交流線路的所有該類參數的標準值變化范圍 的最大值和最小值之間，則該交流線路參數填寫合理，結束參數識別；反之，視為不合理，并 用相應的最大值或最小值進行替代，且標記替代標識，供人工再修改調整時確認，進入步驟 7) ;7)輸出標識為錯誤或不合理數據的相關信息。
[0007] 所述步驟4)中，利用不同線路參數間的關聯關系建立回歸模型，根據回歸模型對 交流線路的長度進行估算，其包括以下步驟：①創建歷史數據庫：歷史數據在BPA dat文件 中提取的填寫完整且合理地交流線路參數、線路長度和線路類型；②建立回歸方程如下：
[0008] La = ALr+BLx+CLb+D (1)
[0009] d=h《La_Lw)2 (2)
[0010] 式中，La為交流線路長度的估計值；L為歷史數據中填寫的電阻值除以單位長度 標準電阻值計算得到的線路長度；LX為歷史數據中填寫的電抗值除以單位長度標準電抗值 計算得到的線路長度；L b為歷史數據中填寫的電納值除以單位長度標準電納值計算得到的 線路長度；LW為歷史數據中填寫的交流線路長度值；A、B、C、D分別為待求得系數值J為殘 差平方和；N為歷史數據中樣本數據的個數；③求解回歸方程：從歷史數據庫中讀取歷史數 據，根據歷史數據求解公式（1)中的待求得系數值A、B、C、D的集合，根據公式（2)利用最 小二乘法，找到使殘差平方和3為最小值的A、B、C、D的值，確定公式（1);④估算交流線路 長度：首先根據步驟1)中的交流線路信息與步驟3)中查找到的單位長度的標準電阻、電抗 和電納值計算L、L x和Lb的值，將計算得到的值代入由步驟③確定的公式（1)，計算得到線 路長度的估計值L a。
[0011] 本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明由于采用計算機軟件 系統自動實現BPA的潮流計算數據中有無錯誤或不合理參數數據的辨識，極大地提高了規 劃人員的工作效率，保證電網規劃數據的準確性和計算結果的可靠性。2、本發明由于采用 交流線路參數的標準值與實際值進行對比，因此不僅可以準確地判斷該交流線路參數填寫 是否正確，還可以給出建議修改值和標準參數變化范圍等信息，可實現交流線路中錯誤和 不合理參數的自動辨識與修正。綜上所述，本發明可以廣泛應用于大規模電網規劃中的交 流線路參數辨識與修正。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發明的基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法的流程圖
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0014] 如圖1所示，本發明提供一種基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法， 包括以下步驟：
[0015] 1)在已有BPA dat文件中提取用于潮流計算的交流線路的信息。
[0016] 2)計算步驟1)中提取的所有交流線路的實際阻抗比（電阻與電抗比值）。
[0017] 3)判斷步驟1)中提取的交流線路信息中是否含有交流線路型號信息，如果有，則 直接利用含有的交流線路型號信息在線路標準參數庫中查找該型號線路單位長度的標準 電阻、電抗、電導和電納值等參數信息；如果沒有，則根據步驟2)中計算的交流線路的實際 阻抗比與線路標準參數庫中的標準阻抗比進行比對，從而確定線路型號，并根據確定的線 路型號在線路標準參數庫中查找該型號線路單位長度的標準電阻、電抗、電導和電納值等 參數信息。
[0018] 4)判斷步驟1)中提取的交流線路信息中是否含有交流線路長度信息，如果有， 則根據交流線路長度信息與步驟3)中在線路標準參數庫中查找到的該型號線路單位長度 的標準參數值計算得到該交流線路參數的標準值，進入步驟5);如果沒有，則需要利用不 同線路參數間的關聯關系建立回歸模型，根據所建立的回歸模型對交流線路的長度進行估 算，然后再根據估算的交流線路長度與步驟3)中在線路標準參數庫中查找到的該型號線 路單位長度的標準參數值計算得到該交流線路參數的估算標準值，進入步驟6);
[0019] 利用不同線路參數間的關聯關系建立回歸模型（如回歸分析模型、神經網絡模 型、支持向量機模型等），根據回歸模型對交流線路的長度進行估算，在此僅以多元回歸分 析法為例進行計算分析，其包括以下步驟：
[0020] ①創建歷史數據庫：歷史數據為在BPA dat文件中提取的填寫完整且合理地交流 線路參數、線路長度和線路類型等數據。
[0021] ②建立回歸方程如下：
[0022] La = ALr+BLx+CLb+D (1)
[0023] 5=2V(L -L )2 (2)
[0024] 式中，La為交流線路長度的估計值；L為歷史數據中填寫的電阻值除以單位長度 標準電阻值計算得到的線路長度；L X為歷史數據中填寫的電抗值除以單位長度標準電抗值 計算得到的線路長度；Lb為歷史數據中填寫的電納值除以單位長度標準電納值計算得到的 線路長度；L W為歷史數據中填寫的交流線路長度值；A、B、C、D分別為待求得系數值j為殘 差平方和；N為歷史數據中樣本數據的個數。
[0025] ③求解回歸方程：從歷史數據庫中讀取歷史數據，根據歷史數據求解公式（1)中 的待求得系數值A、B、C、D的集合，根據公式（2)利用最小二乘法找到使殘差平方和0為最 小值的A、B、C、D的值，確定公式（1);
[0026] ④估算交流線路長度：首先根據步驟1)中的交流線路信息與步驟3)中查找到的 單位長度的標準電阻、電抗和電納值計算L、L X和Lb的值，將計算得到的值代入由步驟③確 定的公式（1)，計算得到線路長度的估計值L a ;
[0027] 5)將步驟4)中所獲得的交流線路參數的標準值與該交流線路參數的實際值進 行對比，判斷該交流線路參數的標準值與實際值的偏差是否超過預先設定的預警閾度值， 如果沒有超過預警閾度值，則該交流線路參數填寫合理，結束參數識別；如果超過預警閾度 值，則將該交流線路參數的實際值標記為錯誤或不合理數據，并將步驟4)中所獲得的該交 流線路參數的標準值作為推薦的修改值，同時給出該型號交流線路的所有該類參數的標準 值變化范圍作為人工再修正調整的參考范圍，進入步驟7)。
[0028] 6)將步驟4)中所獲得的交流線路參數的估算標準值與該型號交流線路的所有該 類參數的標準值變化范圍進行檢驗，如果該交流線路參數的估算標準值在該型號交流線路 的所有該類參數的標準值變化范圍的最大值和最小值之間，則該交流線路參數填寫合理， 結束參數識別；否則，視為不合理，并用相應的最大值或最小值進行替代，且標記替代標識， 供人工再修改調整時確認，進入步驟7)。
[0029] 7)輸出標識為錯誤或不合理數據的相關信息，如線路名稱、編號、參數名稱、參數 類別、實際值、建議修改值、錯誤或不合理原因、長度估算值、標準參數值等。
[0030] 上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都 是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除 在本發明的保護范圍之外。
【權利要求】
1. 一種基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法，包括以下步驟： 1) 在已有BPA dat文件中提取用于潮流計算的交流線路的信息； 2) 計算步驟1)中提取的所有交流線路的實際電阻與電抗比值； 3) 判斷步驟1)中提取的交流線路信息中是否含有交流線路型號信息，如果有，則直接 利用含有的交流線路型號信息在線路標準參數庫中查找該型號線路單位長度的標準電阻、 電抗、電導和電納值；反之，則根據步驟2)中計算的交流線路的實際電阻與電抗比值與線 路標準參數庫中的標準電阻與電抗比值進行比對，確定線路型號，并根據確定的線路型號 在線路標準參數庫中查找該型號線路單位長度的標準電阻、電抗、電導和電納值； 4) 判斷步驟1)中提取的交流線路信息中是否含有交流線路長度信息，如果有，則根據 交流線路長度信息與步驟3)中在線路標準參數庫中查找到的該型號線路單位長度的標準 參數值計算得到該交流線路參數的標準值，進入步驟5);反之，利用不同線路參數間的關 聯關系建立回歸模型，根據所建立的回歸模型對交流線路的長度進行估算，然后再根據估 算的交流線路長度與步驟3)中在線路標準參數庫中查找到的該型號線路單位長度的標準 參數值計算得到該交流線路參數的估算標準值，進入步驟6); 5) 將步驟4)中所獲得的交流線路參數的標準值與該交流線路參數的實際值進行對 t匕，判斷該交流線路參數的標準值與實際值的偏差是否超過預先設定的預警閾度值，如果 沒有超過預警閾度值，則該交流線路參數填寫合理，結束參數識別；反之，則將該交流線路 參數的實際值標記為錯誤或不合理數據，并將步驟4)中所獲得的該交流線路參數的標準 值作為推薦的修改值，同時給出該型號交流線路的所有該類參數的標準值變化范圍作為人 工再修正調整的參考范圍，進入步驟7); 6) 將步驟4)中所獲得的交流線路參數的估算標準值與該型號交流線路的所有該類參 數的標準值變化范圍進行檢驗，如果該交流線路參數的估算標準值在該型號交流線路的所 有該類參數的標準值變化范圍的最大值和最小值之間，則該交流線路參數填寫合理，結束 參數識別；反之，視為不合理，并用相應的最大值或最小值進行替代，且標記替代標識，供人 工再修改調整時確認，進入步驟7); 7) 輸出標識為錯誤或不合理數據的相關信息。
2. 如權利要求1所述的一種基于線路阻抗比的交流線路參數辨識與修正方法，其特征 在于：所述步驟4)中，利用不同線路參數間的關聯關系建立回歸模型，根據回歸模型對交 流線路的長度進行估算，其包括以下步驟： ① 創建歷史數據庫：歷史數據在BPA dat文件中提取的填寫完整且合理地交流線路參 數、線路長度和線路類型； ② 建立回歸方程如下： La = ALr+BLx+CLb+D (1) δ=ΣΝ(Σ-Ιν)2 (2) 式中，La為交流線路長度的估計值；k為歷史數據中填寫的電阻值除以單位長度標準 電阻值計算得到的線路長度；LX為歷史數據中填寫的電抗值除以單位長度標準電抗值計算 得到的線路長度；L b為歷史數據中填寫的電納值除以單位長度標準電納值計算得到的線路 長度；LW為歷史數據中填寫的交流線路長度值；A、B、C、D分別為待求得系數值j為殘差平 方和；N為歷史數據中樣本數據的個數； ③ 求解回歸方程：從歷史數據庫中讀取歷史數據，根據歷史數據求解公式（1)中的待 求得系數值A、B、C、D的集合，根據公式（2)利用最小二乘法，找到使殘差平方和0為最小值 的A、B、C、D的值，確定公式（1); ④ 估算交流線路長度：首先根據步驟1)中的交流線路信息與步驟3)中查找到的單位 長度的標準電阻、電抗和電納值計算k、Lx和L b的值，將計算得到的值代入由步驟③確定的 公式（1)，計算得到線路長度的估計值La。
【文檔編號】G06F17/50GK104376174SQ201410662866
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】李暉, 肖晉宇, 鄭華, 王智冬, 易海瓊, 吳迪, 王佳明, 陳震, 羅陽百 申請人:國網北京經濟技術研究院, 華北電力大學