[发明专利]基于改进匹配追踪的智能配电网潮流雅可比矩阵估计方法

说明书

一种基于改进匹配追踪的智能配电网潮流雅可比矩阵估计方法：获取配电网的节点数，输入网络最大度的保守估计值，设定残差阈值及最大迭代次数；获取系统各节点的当前时刻和历史量测数据；将历史量测数据分别与当前时刻测数据做差，得到多组变化向量来构造传感矩阵；得到电压相角和电压幅值的相关系数向量；更新传感矩阵列号索引集合；利用传感矩阵列号索引集合求最小二乘解，更新残差向量；判断更新后的残差向量的2范数是否小于残差阈值；得到残差相关系数向量，更新传感矩阵列号索引集合；求最小二乘解，重新构造列号索引集合，再次更新残差向量；输出最小二乘估计结果，根据传感矩阵列号索引集合恢复出2N维向量作为雅可比矩阵一个元素的估计结果并输出。

技术领域

本发明涉及一种雅可比矩阵估计方法。特别是涉及一种基于改进匹配追踪的智能配电网潮流雅可比矩阵估计方法。

背景技术

大量分布式电源、电动汽车、电力电子装置的接入，给配电网的运行带来更大灵活性的同时，也对配电网的可观性和可控性提出了更高的要求。同步相量量测技术在配电网层面的发展，能够有效提高智能配电网的可观性，也为解决智能配电网的运行控制问题提供了新的思路。通过潮流雅可比矩阵求逆可以得到电压-功率灵敏度关系，而电压-功率灵敏度能够准确反映系统中电压与功率的变化关系，在配电系统的运行控制中发挥着重要的作用。采用离线潮流计算的电力系统灵敏度参数，由于存在元件参数不准确、信息更新不及时、难以追踪系统运行点及相关拓扑变化等缺陷，往往会造成较大的计算误差，极大地影响了电压控制的效果。同步相量量测技术的发展使得通过量测数据实现系统灵敏度参数的在线估计成为可能。

同步相量量测单元能够实现有功功率、无功功率、电压相角、电压幅值、系统频率等电气量的高精度同步量测，已经广泛应用于电力系统的参数辨识与运行控制等方面。通过同步相量量测装置采集的多时间段面的量测信息，采用最小二乘估计方法，能够实现潮流雅可比矩阵的精确估计。同时根据潮流方程的特点，雅可比矩阵本身具有较大的稀疏性，在参数估计问题中考虑稀疏性能够在减少量测组数需求的同时提高估计的精度。利用稀疏性估计系统参数，需要将原最小二乘估计问题转换为稀疏恢复问题，正交匹配追踪类的贪婪算法是解决稀疏恢复问题的有效手段。但是现有的正交匹配追踪类算法在求解稀疏恢复问题时，要求传感矩阵满足有限等距条件，恢复的成功率依赖于传感矩阵中各列间具有较小的相关性，但是雅可比矩阵估计问题的传感矩阵中各个节点电压变化向量间具有较强的相关性，从而造成采用一般稀疏恢复方法在求解恢复问题时，在量测组数较少的情况下无法保证恢复的成功率。因此结合雅可比矩阵的特殊性，需要提出更有针对性的改进方法，以进一步提高求解效率，降低问题对量测组数的依赖性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在量测数据较少的情况下能够实现潮流雅可比矩阵精确估计的基于改进匹配追踪的智能配电网潮流雅可比矩阵估计方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于改进匹配追踪的智能配电网潮流雅可比矩阵估计方法，包括如下步骤：

1)获取配电网的节点数，将源节点编号为0，其他节点依次编号为1,…,i,…,N，输入网络最大度的保守估计值d_max，设定残差阈值ε及最大迭代次数M；

2)获取系统各节点同步相量量测装置的有功功率、无功功率、电压幅值和电压相角当前时刻的量测数据和C组历史量测数据，其中，C是大于1的整数；

3)将C组历史量测数据分别与当前量测值做差，得到C组有功功率、无功功率、电压幅值和电压相角的变化向量，利用节点1～节点N电压量测的变化向量构造传感矩阵，初始化潮流雅可比矩阵的行号m＝1；