[發明專利]一種改變電網網絡拓撲結構及選擇并聯補償裝置的方法

有效

• 申請號: 201510072840.3
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104700205B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 宋旭東;余南華;徐衍會;周克林;陳輝;張曉平;陳小軍;李傳健;鄭文杰;唐秀朝
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種改變電網網絡拓撲結構及選擇并聯補償裝置的方法，尤其是涉及一種基于極限學習機法(ELM)改變網絡拓撲結構及合理選擇并聯補償裝置的方法。

背景技術

小水電作為一種清潔無污染、可再生且具有良好生態與社會效益的綠色能源，其重要性日益突出。在水電資源較為豐富的地方，小水電的大力開發不僅有助于緩解電網電力不足的現象，還帶動了當地經濟的發展。在新世紀國家提出節能減排、科學發展的要求后，小水電更是得到了迅速的發展。

但是，小水電以分布式發電的形式在配電網大規模并網發電，改變了傳統的配電網運行方式，使電網從原來的無源網絡變為有源網絡、單向潮流變為雙向潮流，引起電壓分布不均和電壓波動；另外，小水電在不同售電協議下，不受電網的統一調度管理，其相對獨立的運行特征表現為“無序并網”行為，對現有配電網的穩定運行造成極大沖擊，也給主網調壓帶來巨大的挑戰。小水電無序并網的電壓控制問題成為現實運行控制和管理中的難點。在國家要求大力發展新能源的前提下，在小水電資源豐富地區，大量小水電的無序并網，尤其需要實現“有序”管理。

在配電網中裝設并聯補償裝置可以一定程度上改善網絡中的電壓問題，但對于富含小水電的配電網，電壓經常為多點同時越限，而且各點越限程度不同，為改善電壓分布需要在多點裝設并聯補償裝置，投資較大；另外，富含小水電的配電網電壓的變化呈季節性。不同的季節雨量不同，小水電的發電量也不同，各個季節負荷輕重程度不同，這就造成不同季節電壓越限程度不同。因此，小水電無序并網時，需要根據負荷、雨量、小水電發電量、網絡結構等信息，對配電網的電壓進行實時、靈活的控制。通過適當改變配電網網絡結構，使含小水電配電網實現“有序化”，并適當選擇并聯補償點及并聯補償容量，能比較經濟、方便地改善含小水電配電網的電壓問題。

目前，含小水電配電網拓撲結構的靈活改變以及并聯補償可以通過開關的接通與閉合來實現，而當以配電網各點電壓符合要求為目標時，常規的數學模型難以直接建立雨量信息、小水電發電量、負荷水平與電壓符合要求時配電網中開關的狀態之間的關系。

另一方面，從單隱藏層反饋神經網絡(SLFNs)發展而來的極限學習機(ELM)可以反映小水電發電量、配電網負荷水平等信息與最佳網絡拓撲結構之間的關系，這為通過配電網拓撲結構的改變來實現電壓的控制提供了方法。

所述的ELM(Extreme Learning Machine)是2006年由新加坡南陽理工大學黃廣斌教授提出的一種新的單隱藏層反饋神經網絡SLFNs(Single-hidden Layer Feed-forward neural Networks)學習機。ELM保證網絡在具有結構簡單、學習速度快的同時，利用Penrose-Moore廣義逆求解網絡權重，獲得較小的權重范數，避免了基于梯度下降學習方法產生的諸多問題，如局部極小迭代次數過多、性能指標及學習率的確定等，可獲得良好的網絡泛化性能。ELM可用以反映配電網負荷模式與配電網最優結構之間的非線性關系，已在多個領域得到了應用。

研究證實，對于N個不同實例的有限集，一個最多只需要N個隱含層節點的具有非線性連續激勵函數的SLFNs，就可以無誤差地逼近這N個實例。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是提供一種基于極限學習機法改變網絡拓撲結構及選擇并聯補償裝置的方法，借助ELM反映輸入變量與輸出變量之間的非線性映射關系和泛化能力，來建立變化的負荷水平、小水電發電量與電壓符合要求的網絡拓撲結構、以及并聯補償方式之間的對應關系。

解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種改變電網網絡拓撲結構及選擇并聯補償裝置的方法，其特征是包括以下步驟：

S1，對輸入向量的各個元素劃分等級

對配電網的月負荷消耗量、月小水電發電量按負荷消耗量或小水電發電量占峰值的百分數劃分為7個水平(輸入向量劃分等級可以根據實際需要設置p的大小，實施例中劃分為7個等級)，若配電網中小水電和負荷的總數有n個，則配電網的運行方式有pⁿ個；

負荷消耗量或小水電發電量占峰值的百分數小于或等于40％的為1級；

負荷消耗量或小水電發電量占峰值的百分數在(40％，50％]的為2級；

負荷消耗量或小水電發電量占峰值的百分數在(50％，60％]的為3級；

負荷消耗量或小水電發電量占峰值的百分數在(60％，70％]的為4級；

負荷消耗量或小水電發電量占峰值的百分數在(70％，80％]的為5級；