一种基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法，包括以下步骤：1)提取交流线路信息；2)计算交流线路的实际电阻与电抗比值；3)在线路标准参数库中查找该型号线路单位长度的标准电阻、电抗、电导和电纳值；4)判断输入文件中是否含有交流线路长度信息；5)将交流线路参数的标准值与实际值进行对比，如果没有超过预警阈度值，则参数合理，结束识别；；6)将交流线路参数的估算标准值与标准值变化范围进行检验，如果在标准值变化范围的最大值和最小值之间，则参数合理，结束识别；7)输出标识为错误或不合理数据的相关信息。本发明可以广泛应用于大规模电网规划中的交流线路参数识别与修正。
【专利说明】一种基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种交流线路参数辨识与修正方法，特别是关于一种基于线路阻抗比 的交流线路参数辨识与修正方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的快速发展，电网规模也在迅速扩张，由于信息化工具的限制，大规 模的电网一方面增大了规划人员填错数据的可能性，另一方面给排查错误数据带来了极大 的不便，这也造成了实际操作过程中，规划人员明明知道可能存在数据填写错误，但苦于没 有辨识如此大规模数据方法而束手无策。
[0003] 在我国，BPA电力系统计算分析软件是电力系统规划过程中广泛使用的一款软件， 具有收敛性好、计算速度快等诸多优点。然而，现阶段规划人员在实际操作使用BPA的过程 中，由于BPA缺乏灵活实用的人机交互工具，其潮流计算数据主要由人工录入填写完成，并 且同一个规划电网的BPA数据需要不同人分别填写才能完成，这其中可能有地市级、省级、 区域级等电网规划人员，由于技术、业务等娴熟程度存在较大差异，往往导致BPA数据在采 集获取、填写录入、编辑修改等过程中不可避免的产生错误或不合理的数据。另外，由于BPA 软件本身存在诸多的特殊数据格式限制，例如BPA中各数据卡的每一项都有特殊的数据长 度和数据精度规范，然而由于不同使用人员的熟悉和理解程度、填写习惯方式等方面存在 较大差异，往往导致不同人员在填写相同数据时会产生计算精度不同的现象。
[0004] 上述问题所导致的错误或不合理数据对BPA的潮流计算收敛性和结果会产生较 大影响。首先，错误和不合理数据会影响潮流计算的收敛性，增加规划人员调整潮流的工作 负担；其次，错误和不合理数据会影响潮流计算结果的准确性，可能导致电网规划结果与实 际结果偏差较远，造成较大的经济浪费，更甚者可能给电网安全埋下隐患。因此，实用、灵 活、高效地实现大规模电网规划中错误和不合理数据的辨识和修正方法具有重要的作用和 实践价值。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种可全面高效地实现大规模电网规划中错 误和不合理数据的辨识和修正的基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于线路阻抗比的交流线路参 数辨识与修正方法，包括以下步骤：1)在已有BPA dat文件中提取用于潮流计算的交流线 路的信息；2)计算步骤1)中提取的所有交流线路的实际电阻与电抗比值；3)判断步骤1) 中提取的交流线路信息中是否含有交流线路型号信息，如果有，则直接利用含有的交流线 路型号信息在线路标准参数库中查找该型号线路单位长度的标准电阻、电抗、电导和电纳 值；反之，则根据步骤2)中计算的交流线路的实际电阻与电抗比值与线路标准参数库中的 标准电阻与电抗比值进行比对，确定线路型号，并根据确定的线路型号在线路标准参数库 中查找该型号线路单位长度的标准电阻、电抗、电导和电纳值；4)判断步骤1)中提取的交 流线路信息中是否含有交流线路长度信息，如果有，则根据交流线路长度信息与步骤3)中 在线路标准参数库中查找到的该型号线路单位长度的标准参数值计算得到该交流线路参 数的标准值，进入步骤5);反之，利用不同线路参数间的关联关系建立回归模型，根据所建 立的回归模型对交流线路的长度进行估算，然后再根据估算的交流线路长度与步骤3)中 在线路标准参数库中查找到的该型号线路单位长度的标准参数值计算得到该交流线路参 数的估算标准值，进入步骤6) ;5)将步骤4)中所获得的交流线路参数的标准值与该交流线 路参数的实际值进行对比，判断该交流线路参数的标准值与实际值的偏差是否超过预先设 定的预警阈度值，如果没有超过预警阈度值，则该交流线路参数填写合理，结束参数识别； 反之，则将该交流线路参数的实际值标记为错误或不合理数据，并将步骤4)中所获得的该 交流线路参数的标准值作为推荐的修改值，同时给出该型号交流线路的所有该类参数的标 准值变化范围作为人工再修正调整的参考范围，进入步骤7) ;6)将步骤4)中所获得的交 流线路参数的估算标准值与该型号交流线路的所有该类参数的标准值变化范围进行检验， 如果该交流线路参数的估算标准值在该型号交流线路的所有该类参数的标准值变化范围 的最大值和最小值之间，则该交流线路参数填写合理，结束参数识别；反之，视为不合理，并 用相应的最大值或最小值进行替代，且标记替代标识，供人工再修改调整时确认，进入步骤 7) ;7)输出标识为错误或不合理数据的相关信息。
[0007] 所述步骤4)中，利用不同线路参数间的关联关系建立回归模型，根据回归模型对 交流线路的长度进行估算，其包括以下步骤：①创建历史数据库：历史数据在BPA dat文件 中提取的填写完整且合理地交流线路参数、线路长度和线路类型；②建立回归方程如下：
[0008] La = ALr+BLx+CLb+D (1)
[0009] d=h《La_Lw)2 (2)
[0010] 式中，La为交流线路长度的估计值；L为历史数据中填写的电阻值除以单位长度 标准电阻值计算得到的线路长度；LX为历史数据中填写的电抗值除以单位长度标准电抗值 计算得到的线路长度；L b为历史数据中填写的电纳值除以单位长度标准电纳值计算得到的 线路长度；LW为历史数据中填写的交流线路长度值；A、B、C、D分别为待求得系数值J为残 差平方和；N为历史数据中样本数据的个数；③求解回归方程：从历史数据库中读取历史数 据，根据历史数据求解公式（1)中的待求得系数值A、B、C、D的集合，根据公式（2)利用最 小二乘法，找到使残差平方和3为最小值的A、B、C、D的值，确定公式（1);④估算交流线路 长度：首先根据步骤1)中的交流线路信息与步骤3)中查找到的单位长度的标准电阻、电抗 和电纳值计算L、L x和Lb的值，将计算得到的值代入由步骤③确定的公式（1)，计算得到线 路长度的估计值L a。
[0011] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用计算机软件 系统自动实现BPA的潮流计算数据中有无错误或不合理参数数据的辨识，极大地提高了规 划人员的工作效率，保证电网规划数据的准确性和计算结果的可靠性。2、本发明由于采用 交流线路参数的标准值与实际值进行对比，因此不仅可以准确地判断该交流线路参数填写 是否正确，还可以给出建议修改值和标准参数变化范围等信息，可实现交流线路中错误和 不合理参数的自动辨识与修正。综上所述，本发明可以广泛应用于大规模电网规划中的交 流线路参数辨识与修正。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法的流程图
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0014] 如图1所示，本发明提供一种基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法， 包括以下步骤：
[0015] 1)在已有BPA dat文件中提取用于潮流计算的交流线路的信息。
[0016] 2)计算步骤1)中提取的所有交流线路的实际阻抗比（电阻与电抗比值）。
[0017] 3)判断步骤1)中提取的交流线路信息中是否含有交流线路型号信息，如果有，则 直接利用含有的交流线路型号信息在线路标准参数库中查找该型号线路单位长度的标准 电阻、电抗、电导和电纳值等参数信息；如果没有，则根据步骤2)中计算的交流线路的实际 阻抗比与线路标准参数库中的标准阻抗比进行比对，从而确定线路型号，并根据确定的线 路型号在线路标准参数库中查找该型号线路单位长度的标准电阻、电抗、电导和电纳值等 参数信息。
[0018] 4)判断步骤1)中提取的交流线路信息中是否含有交流线路长度信息，如果有， 则根据交流线路长度信息与步骤3)中在线路标准参数库中查找到的该型号线路单位长度 的标准参数值计算得到该交流线路参数的标准值，进入步骤5);如果没有，则需要利用不 同线路参数间的关联关系建立回归模型，根据所建立的回归模型对交流线路的长度进行估 算，然后再根据估算的交流线路长度与步骤3)中在线路标准参数库中查找到的该型号线 路单位长度的标准参数值计算得到该交流线路参数的估算标准值，进入步骤6);
[0019] 利用不同线路参数间的关联关系建立回归模型（如回归分析模型、神经网络模 型、支持向量机模型等），根据回归模型对交流线路的长度进行估算，在此仅以多元回归分 析法为例进行计算分析，其包括以下步骤：
[0020] ①创建历史数据库：历史数据为在BPA dat文件中提取的填写完整且合理地交流 线路参数、线路长度和线路类型等数据。
[0021] ②建立回归方程如下：
[0022] La = ALr+BLx+CLb+D (1)
[0023] 5=2V(L -L )2 (2)
[0024] 式中，La为交流线路长度的估计值；L为历史数据中填写的电阻值除以单位长度 标准电阻值计算得到的线路长度；L X为历史数据中填写的电抗值除以单位长度标准电抗值 计算得到的线路长度；Lb为历史数据中填写的电纳值除以单位长度标准电纳值计算得到的 线路长度；L W为历史数据中填写的交流线路长度值；A、B、C、D分别为待求得系数值j为残 差平方和；N为历史数据中样本数据的个数。
[0025] ③求解回归方程：从历史数据库中读取历史数据，根据历史数据求解公式（1)中 的待求得系数值A、B、C、D的集合，根据公式（2)利用最小二乘法找到使残差平方和0为最 小值的A、B、C、D的值，确定公式（1);
[0026] ④估算交流线路长度：首先根据步骤1)中的交流线路信息与步骤3)中查找到的 单位长度的标准电阻、电抗和电纳值计算L、L X和Lb的值，将计算得到的值代入由步骤③确 定的公式（1)，计算得到线路长度的估计值L a ;
[0027] 5)将步骤4)中所获得的交流线路参数的标准值与该交流线路参数的实际值进 行对比，判断该交流线路参数的标准值与实际值的偏差是否超过预先设定的预警阈度值， 如果没有超过预警阈度值，则该交流线路参数填写合理，结束参数识别；如果超过预警阈度 值，则将该交流线路参数的实际值标记为错误或不合理数据，并将步骤4)中所获得的该交 流线路参数的标准值作为推荐的修改值，同时给出该型号交流线路的所有该类参数的标准 值变化范围作为人工再修正调整的参考范围，进入步骤7)。
[0028] 6)将步骤4)中所获得的交流线路参数的估算标准值与该型号交流线路的所有该 类参数的标准值变化范围进行检验，如果该交流线路参数的估算标准值在该型号交流线路 的所有该类参数的标准值变化范围的最大值和最小值之间，则该交流线路参数填写合理， 结束参数识别；否则，视为不合理，并用相应的最大值或最小值进行替代，且标记替代标识， 供人工再修改调整时确认，进入步骤7)。
[0029] 7)输出标识为错误或不合理数据的相关信息，如线路名称、编号、参数名称、参数 类别、实际值、建议修改值、错误或不合理原因、长度估算值、标准参数值等。
[0030] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都 是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除 在本发明的保护范围之外。
【权利要求】
1. 一种基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法，包括以下步骤： 1) 在已有BPA dat文件中提取用于潮流计算的交流线路的信息； 2) 计算步骤1)中提取的所有交流线路的实际电阻与电抗比值； 3) 判断步骤1)中提取的交流线路信息中是否含有交流线路型号信息，如果有，则直接 利用含有的交流线路型号信息在线路标准参数库中查找该型号线路单位长度的标准电阻、 电抗、电导和电纳值；反之，则根据步骤2)中计算的交流线路的实际电阻与电抗比值与线 路标准参数库中的标准电阻与电抗比值进行比对，确定线路型号，并根据确定的线路型号 在线路标准参数库中查找该型号线路单位长度的标准电阻、电抗、电导和电纳值； 4) 判断步骤1)中提取的交流线路信息中是否含有交流线路长度信息，如果有，则根据 交流线路长度信息与步骤3)中在线路标准参数库中查找到的该型号线路单位长度的标准 参数值计算得到该交流线路参数的标准值，进入步骤5);反之，利用不同线路参数间的关 联关系建立回归模型，根据所建立的回归模型对交流线路的长度进行估算，然后再根据估 算的交流线路长度与步骤3)中在线路标准参数库中查找到的该型号线路单位长度的标准 参数值计算得到该交流线路参数的估算标准值，进入步骤6); 5) 将步骤4)中所获得的交流线路参数的标准值与该交流线路参数的实际值进行对 t匕，判断该交流线路参数的标准值与实际值的偏差是否超过预先设定的预警阈度值，如果 没有超过预警阈度值，则该交流线路参数填写合理，结束参数识别；反之，则将该交流线路 参数的实际值标记为错误或不合理数据，并将步骤4)中所获得的该交流线路参数的标准 值作为推荐的修改值，同时给出该型号交流线路的所有该类参数的标准值变化范围作为人 工再修正调整的参考范围，进入步骤7); 6) 将步骤4)中所获得的交流线路参数的估算标准值与该型号交流线路的所有该类参 数的标准值变化范围进行检验，如果该交流线路参数的估算标准值在该型号交流线路的所 有该类参数的标准值变化范围的最大值和最小值之间，则该交流线路参数填写合理，结束 参数识别；反之，视为不合理，并用相应的最大值或最小值进行替代，且标记替代标识，供人 工再修改调整时确认，进入步骤7); 7) 输出标识为错误或不合理数据的相关信息。
2. 如权利要求1所述的一种基于线路阻抗比的交流线路参数辨识与修正方法，其特征 在于：所述步骤4)中，利用不同线路参数间的关联关系建立回归模型，根据回归模型对交 流线路的长度进行估算，其包括以下步骤： ① 创建历史数据库：历史数据在BPA dat文件中提取的填写完整且合理地交流线路参 数、线路长度和线路类型； ② 建立回归方程如下： La = ALr+BLx+CLb+D (1) δ=ΣΝ(Σ-Ιν)2 (2) 式中，La为交流线路长度的估计值；k为历史数据中填写的电阻值除以单位长度标准 电阻值计算得到的线路长度；LX为历史数据中填写的电抗值除以单位长度标准电抗值计算 得到的线路长度；L b为历史数据中填写的电纳值除以单位长度标准电纳值计算得到的线路 长度；LW为历史数据中填写的交流线路长度值；A、B、C、D分别为待求得系数值j为残差平 方和；N为历史数据中样本数据的个数； ③ 求解回归方程：从历史数据库中读取历史数据，根据历史数据求解公式（1)中的待 求得系数值A、B、C、D的集合，根据公式（2)利用最小二乘法，找到使残差平方和0为最小值 的A、B、C、D的值，确定公式（1); ④ 估算交流线路长度：首先根据步骤1)中的交流线路信息与步骤3)中查找到的单位 长度的标准电阻、电抗和电纳值计算k、Lx和L b的值，将计算得到的值代入由步骤③确定的 公式（1)，计算得到线路长度的估计值La。
【文档编号】G06F17/50GK104376174SQ201410662866
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】李晖, 肖晋宇, 郑华, 王智冬, 易海琼, 吴迪, 王佳明, 陈震, 罗阳百 申请人:国网北京经济技术研究院, 华北电力大学