基于矢量匹配法和遗传算法的频变输电线建模.pdf

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1、第28卷第6期电力系统及其自动化学报V01．28No．62016年6月ProceedingsoftheCSU—EPSAJun．2016基于矢量匹配法和遗传算法的频变输电线建模张炳达，赵紫昆，郭凯，黄杰，冯鑫(天津大学智能电网教育部重点实验室，天津3一；羔00一0～72一)一～一一～一一～一一～一～摘要：为避免矢量匹配法建立的频变输电线暂态模型易受初始迭代极点的影响，该文提出_r一一种矢量匹配法与遗传算法相结合的频变输电线等值电路建模方法。通过构造迭代极点的适应度函数，对矢量匹配过程中出现的迭代极点群体实施遗传操作，力求快速获取具有全局最优的特性导纳、延时函数的近似有理式。同时，为保证

2、近似有理式的稳定性，采用线性约束最小二乘法实施参数拟合。实践表明，该方法构建的频变输电线暂态模型有较高的仿真精度。关键词：矢量匹配；遗传算法；输电线；暂态模型中图分类号：TM71l文献标志码：A文章编号：1003—8930(2016)06—0014—05DOI：10．3969~．issn．1003—8930．20l6．06．003ModelofFrequency—dependentTransmissionLineBasedonVectorFittingandGeneticAlgorithmZHANGBingda，ZHAOZikun，GUOKai，HUANGJie，FENGXin(Ke

3、yLaboratoryforSmartGridoftheMinistryofEducation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)为保证电力系统的安全运行，必须深入研究电但仍没解决初始迭代极点对匹配结果的影响。力系统过电压。由于雷击过电压、操作过电压的频在研究基于矢量匹配法的频变输电线暂态建率范围很广，恒定参数传输线暂态等值模型不适合模理论的基础上，本文将矢量匹配法的迭代极点作电力系统过电压的计算u。因此，频变参数传输线为遗传基因，对多个迭代极点实施选择、交叉、变暂态等值模型是计算电力系统过电压的前提。异，并使遗传操作和矢量匹配有机结合，快速

4、寻找目前，已有多种比较成熟的建立频变参数传输特性导纳、延时函数近似有理式的全局最优解。线暂态等值模型的方法，如前反行波权函数法、l频变传输线理论Marti法。Marti应用数字滤波理论对传输线特性导纳和延时函数进行有理式拟合，但有理式的零点、频变传输线的频域电报方程为极点被局限于实数域。文献『4—5】应用矢量匹配法将有理式的零点、极点被扩展为复数域，使得频变参数一(1)传输线暂态等值模型有更好的仿真精确，但不同的OI(x,oJ)一——=】，()，)初始迭代极点会导致不同的有理式。文献[6]采用标准正交矢量匹配法，提高了矢量匹配法的收敛速度，其解可以写成收稿日：2014一I1—12；修

5、凹日期：2015—12—30基金项目：天津市科技计划资助项目(13TXSYJC40400)；国家自然科学基金资助项目(51477114)。第28卷张炳达等：基于矢量匹配法和遗传算法的频变输电线建模·15·：Ate-A2e(2)设迭代极点为已知，给s赋予不同的数值，I，，)=】，ce一一A2e)形成一组有关、C、d、h为未知数的线性方程。为保证有理式、g的稳定性，应使迭代极点式中：y=，l，c=。的实数部分为负，待求量一Cn、C的实数部分为非将长度为Z的输电线两端分别记为k端和m端，负，待求量d、h为非负实数。为此，采用线性约束且规定厶的方向由后端指向m端，，m的方向由m端指最小二乘法

6、”确定未知数、C、d．h。向后端。这样，由式(2)可得由于和雪有相同的极点，／也可近似』le一二，一Im(3)表示为+Im)e叫=Uk—lk令【毒)J=-O'cUm+)e式中，一Zn是通过余项得到的o-(s)零点。【lmh=一+，e分析式(6)和式(7)可知，一Zn比更加接近式(5)则有中的a。因此，将作为新的迭代极点，利用式(6)再次计算、c、d,h。这种迭代计算反复进行，{II，，k=：Y，UUk++．1~，h(4)直到o-(s)接近1为。当=1时，=g。这样，可得到如图1所示的频域下的输电线等因此，矢量匹配法通过改善迭代极点来提高对值模型[91。函数厂的拟合精度。3输电线等值模

7、型采用矢量匹配法可得到特性导纳(∞)的近似有理式()Cn讲(8)图1输电线路等值模型Fig．1Equivalentmodeloftransmissionline将式(8)中an~,C为共轭复数的两个分式合并，有jwrk+sk()≈．Ci++d+j由于特性导纳和延时函数e叫都与频率有(j)+j关，需对它们作适当的近似处理。(9)式中，Ⅳ=+2。2矢量匹配法对于电导G0和电容C0的并联支路，其导纳为Go+jwCo；对于电阻R和电感厶的串联支路，其导纳设函数厂(