[发明专利]一种基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法及系统

权利要求书

1.一种基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对于给定的电力系统网络拓扑，按照N-1情况，针对各自网架结构建立用于离线训练的负荷潮流数据库；

步骤2、对于给定的所述网架结构及所述负荷潮流数据库中任意的运行点数据，根据静态电压稳定裕度评估模型，求解所述网架结构在各运行点数据的最优潮流，获得所述网架结构中各发电机节点出力及静态电压稳定裕度；

步骤3、基于所述最优潮流计算结果，计算所述网架结构中各节点电压和电流，并记为所述静态电压稳定裕度对应的PMU测量值；

步骤4、基于所述GBRT方法，建立所述PMU测量值与所述静态电压稳定裕度之间的非线性关系；所述GBRT方法，基于所述静态电压稳定裕度与基于所述非线性关系的训练值之间的误差下降的方向，修正所述非线性关系，至所述误差满足给定精度或迭代次数达到给定次数；

步骤5、重复所述步骤2-步骤5，至所有所述网架结构的所述非线性关系全部计算完毕；

步骤6、对于任意给定的当前网架结构，基于当前在线测量的PMU值和所述当前网架结构对应的所述非线性关系，获取当前网架结构下的静态电压稳定裕度的预测值。

2.如权利要求1所述的基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法，其特征在于，按下式建立所述负荷潮流数据库：

其中P_L⁰，Q_L⁰为负荷节点的初始潮流水平，△P_L为负荷节点的有功变化量；负荷节点的潮流在变化的过程中保持功率因素不变。

3.如权利要求2所述的基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法，其特征在于，所述电压稳定裕度评估模型采用如下式的负荷裕度指标计算：

其中，max y为所述网架结构在给定运行点的静态电压稳定裕度，P_max为所述网架结构的最大传输容量，代表所述网架结构电压崩溃点处的有功功率；P_current为所述运行点对应的负荷有功。

4.如权利要求3所述的基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法，其特征在于，求解所述网架结构在某运行点数据的最优潮流，目标函数为max y；约束条件为如下式的系统潮流平衡方程：

其中，V_i，V_j分别为节点i及节点j的电压，Y为所述网架结构的导纳矩阵；P_Gi和Q_Gi分别为所述网架结构中发电机节点i的有功出力和无功出力；P_Di和Q_Di为所述网架结构中负荷节点i当前的吸收的有功和无功；

所述约束条件还包括：

其中，四个不等式依次对应发电机的有功出力约束、无功出力约束、节点电压偏差约束，以及支路传输容量约束；

P_Lij为节点i及节点j构成的支路的有功潮流；G为所述Y的电导矩阵；B为所述Y的电纳矩阵。

5.如权利要求3所述的基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法，其特征在于，所述步骤4的所述GBRT方法具体包括以下步骤：

步骤4.1、构建所述误差的误差目标函数

步骤4.2、求解所述误差目标函数的负梯度函数，所述负梯度函数即为所述非线性关系；基于所述负梯度函数计算第h-1次的决策树的训练结果，根据所述训练结果更新第h次的所述至所述误差满足要求或迭代次数达到给定次数。

6.如权利要求5所述的基于GBRT的静态电压稳定裕度评估方法，其特征在于，所述误差目标函数为：

其中，F为所述非线性关系；x_m和y_m分别为所述步骤3中所述网架结构下负荷潮流数据库中，某运行点基于所述最优潮流计算的PMU值和静态电压稳定裕度；n_T为所述网架结构下负荷潮流数据库中所有样本数量。