[发明专利]基于并行计算及粒子群算法的电力系统状态估计方法

权利要求书

1.一种基于并行计算及粒子群算法的电力系统状态估计方法，其特征在于，至少包括：

S1.采集电力系统的量测参数和电力系统的网络参数，根据电力系统的网络参数生成支路导纳列表；

S2.分别计算有功雅各比矩阵H_P、无功雅各比矩阵H_Q、有功残差方程矩阵A_P以及无功残差方程矩阵A_Q；

S3.对有功残差方程矩阵A_P和无功残差方程矩阵A_Q分别进行LLT分解，得到有功下三角矩阵A_PL及无功下三角矩阵A_QL；

S4.初始化节点电压幅值和节点电压相角，在CPU中进行PQ分解法状态估计迭代计算；同时，在GPU中利用有功下三角矩阵A_PL及无功下三角矩阵A_QL计算出有功基解组合与无功基解组合；

步骤S4中利用有功下三角矩阵A_PL计算有功基解组合的方法步骤为：

S401.根据前推回代法，利用有功下三角矩阵A_PL求解方程组A_P·x_Pi＝b_Pi，其中，b_Pi为长度nodeNum，是第i个元素为1，其余元素为0的列向量；x_Pi为方程组的解；

S402.将方程组的解组合，得到有功基解组合G_xP＝{x_P1，x_P2，……，x_PnodeNUm}；

利用无功下三角矩阵A_QL计算无功基解组合的方法步骤为：

S411.根据前推回代法，利用无功下三角矩阵A_QL求解方程A_Q·x_Qi＝b_Qi，其中，b_Qi为长度nodeNum，是第i个元素为1，其余元素为0的列向量；x_Qi为方程组的解；

S412.将方程组的解组合，得到无功基解组合G_xQ＝{x_Q1，x_Q2，……，x_QnodeNUm}；

有功基解组合和无功基解组合中的每一个基解的计算过程都相互独立，每一个基解的求解过程在单独的GPU线程中进行处理；

S5.判断PQ分解法状态估计迭代计算是否收敛，若是，迭代结束，输出状态估计结果；否则，确认PQ分解法最后一次迭代计算后未收敛的节点编号，执行步骤S6；

S6.基于有功基解组合与无功基解组合，结合粒子群算法，在GPU中对未收敛的节点进行状态估计迭代寻优计算；

S7.判断状态估计迭代寻优计算是否收敛，若是，迭代寻优计算结束，输出状态估计结果；否则，提示错误并退出。

2.根据权利要求1所述的基于并行计算及粒子群算法的电力系统状态估计方法，其特征在于，步骤S1所述电力系统的量测参数包括：

节点电压U、节点注入有功功率P_{inj_M}、节点注入无功功率Q_{inj_M}、支路两侧有功功率P_{ft_M}、P_{tf_M}、支路两侧无功功率Q_{ft_M}、Q_{tf_M}及电流幅值，其中，t、f分别表示支路首端、末端节点编号；通过量测参数形成有功测值向量Z_{P_M}、无功量测值向量Z_{Q_M}，以及有功量测权矩阵R_P和无功量测权矩阵R_Q，采集的无效或实际未经传送的量测参数设置为0，权系数也为0；

所述电力系统的网络参数包括：节点数nodeNum、支路数量lnNum、支路首节点编号f、支路末节点编号t、支路电阻R、支路电抗X、支路非标准变比K、对地导纳B、节点并联电导G_sh、节点并联电纳B_sh，无并联元件节点的节点并联电导G_sh及节点并联电纳B_sh为0。