[发明专利]基于粒子群优化的电磁暂态仿真参数优化方法

说明书

本发明提供了一种基于粒子群优化算法的电磁暂态仿真参数优化方法，属于电力系统仿真模型技术领域。方法包括以下步骤：获取初始电磁暂态仿真函数；根据初始电磁暂态仿真函数，对全部参数进行轨迹灵敏度分析；量化轨迹灵敏度，并对轨迹灵敏度进行排序，选取轨迹灵敏度较大的若干参数作为待优化参数；基于PSO算法，运行电磁暂态仿真模型，获取优化后的电磁暂态仿真参数。方法采用机器校正仿真模型参数取代传统人工经验校正，提高了参数的准确度。通过轨迹灵敏度分析筛选待优化参数，提高了优化效率。采用PSO算法解决参数较多时的维度灾问题，简化了优化过程。

技术领域

本发明属于电力系统仿真模型技术领域，具体涉及一种基于粒子群优化的电磁暂态仿真参数优化方法。

背景技术

随着电网规模的日益扩大与直流输电工程的建设，电力系统的动态行为日益复杂。目前，含大规模新能源与复杂交直流输电设备的电网规模庞大，随机性较强，参数众多，通过建立详细可靠的仿真模型用于事故反演与指导生产实践具有重大意义。但是面对非线性特性强的复杂交直流网络，建立传统的机电暂态模型准确度低，无法满足使用要求，替代的“机电-电磁”混合仿真方法(即直流与新能源网络采用电磁暂态建模，传统交流部分仍保持机电暂态建模)有一定程度的精度增加，但随着交直流系统耦合度的提升，混合仿真的接口交接误差问题逐渐暴露出来。另一种替代方法为采用全电磁暂态仿真，这类方法虽然有积分步长小，计算量巨大，仿真效率低等缺点，但结果的准确性能得到保证，可以精确刻画交流系统的动态过程，因而受到青睐。

目前虽然电磁暂态仿真得到广泛应用，但是却鲜有人注意仿真参数的准确性问题。绝大多数的建模过程概括如下：对于大多数如线路参数，发电机参数等可通过查询铭牌与相关材料的数据计算得来，部分可测量参数可通过实验测量(如空载试验与短路试验确定变压器参数)得到。其余一些既不易测量又不存在相关生产数据为参考的参数往往使用经验数据。之后经过简单校验便在相关平台上使用这些参数建立电磁暂态仿真模型并投入使用，进行事故反演等仿真工作。校验过程若发现结果与实际情况差距过大，则会酌情修改经验参数，通过试错等方法手动调整使结果不违背现实情况。这种调整方式在经验丰富的运行人员中较为常见，且往往在小规模系统中表现差强人意。

当电网规模较大时，首先设备的参数存在分散性，即对于同一种设备而言不同个体由于设备使用时间，磨损程度等不同，相关参数并不会完全相同。并且众多需空载试验与短路试验等方法确定的参数还需要耗费大量的人力物力，对整个系统的多种设备分别进行参数校正并不现实。即使是采用PMU量测的节点信息数据进行参数估计同样需要繁琐的计算过程。此外，大电网中可能存在的难以量测的参数较多，若都采用经验数据其准确度无法得到保证。还有相关参数的校验过程，手动调整经验数据的确可以在一定程度上改善仿真模型，但当要调整的参数过多时，调节的复杂度便会陷入维度灾。手动调整完全无法找到最优参数，只能大致找到趋势相符的参数组合，模型失去精准度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于粒子群优化的电磁暂态仿真参数优化方法，以解决现有技术中存在的仿真参数获取过程繁琐，且依靠主观经验，准确性差的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于粒子群优化的电磁暂态仿真参数优化方法，包括以下步骤：

a.获取初始电磁暂态仿真函数；

b.根据初始电磁暂态仿真函数，对全部参数进行轨迹灵敏度分析；

c.量化轨迹灵敏度，并对轨迹灵敏度进行排序，选取轨迹灵敏度较大的若干参数作为待优化参数；

d.基于PSO算法，运行电磁暂态仿真模型，获取优化后的电磁暂态仿真参数。

优选地，步骤d中，所述“基于PSO算法，运行电磁暂态仿真模型，获取优化后的电磁暂态仿真参数”包括以下步骤：

d1.连接电磁暂态仿真模型与PSO主程序；