[發明專利]一種基于大數據的電網多維感知與安全評估系統及方法

有效

• 申請號: 201510867310.8
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105528671B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 樊友平;李欣
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F16/27
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

1.一種基于大數據的電網多維感知與安全評估方法，采用基于大數據的電網多維感知與安全評估系統；

其特征在于：所述系統包括電網大數據存儲平臺、電網安全特征提取平臺、電網安全運行知識庫分析平臺和結果展示平臺；

所述電網大數據存儲平臺與智能電網PMU測量模塊相連，用于存儲電網實時大數據；

所述電網安全特征提取平臺與電網大數據存儲平臺相連，采用主特征、輔助特征和數值特征相結合的方法全面提取當前電網的運行特征，實現數據降維；

所述電網安全運行知識庫分析平臺通過獲取所述電網安全特征提取平臺提取的當前電網運行特征，將當前電網的運行特征與不斷更新知識規則進行比對，最終給出表征當前電網的安全狀態的相關參數，對電網安全特征進行進一步的總結歸納，建立完備的電網安全運行知識庫，評估當前電網的運行狀態；

所述結果展示平臺用于將當前電網運行狀態評估結果展示給調度人員；

所述大數據存儲平臺是以Hadoop分布式文件管理系統為基礎構架，接收并存儲分布式的WAMS實時數據，并將其與發電及負荷數據、設備參數數據和歷史數據傳給MapReduce管理模塊以備調用；

所述方法包括以下步驟：

步驟1：WAMS采集當前電網的實時數據信息，并將其分布式的存儲到電網大數據存儲平臺中；

步驟2：電網大數據存儲平臺將WAMS電網實時數據、設備參數數據、發電及負荷數據和歷史數據納入Hadoop分布式文件管理體系中，利用MapReduce技術實現對電網大數據的存儲和管理；

步驟3：電網安全特征提取平臺以電網大數據存儲平臺的海量數據為基礎，結合當前電力系統的拓撲結構、運行狀態和歷史數據確定關鍵斷面，采用主特征、輔助特征和數值特征相結合的方法全面提取當前電網的運行特征，實現數據降維；

步驟3的具體實現包括以下子步驟：

步驟3.1：以圖論為基礎，結合潮流方向選取的一組當前系統中安全裕度小于20％的一簇輸電支路共同構成關鍵斷面；

步驟3.2：在關鍵斷面上提取電力系統在線安全的主特征P₀(jk)：

其中：l_n＝(l_j,l₂,…l_k)，表征關鍵斷面j到k上所有輸電線路集合；

步驟3.3：選取與主特征P₀(jk)最相關的電網特征量：發電機出力、節點電壓、潮流數據作為輔助特征Δa_n；

步驟3.4：利用電網大數據確定各個輔助特征對主特征的影響力大小b_n；

步驟3.5：最終提取的電網運行特征由主特征、輔助特征和數值特征共同構成：

步驟4：電網安全運行知識庫分析平臺對電網安全特征做進一步的分析、挖掘和歸納，得到可以指導電網智能化和精細化運行的電網安全運行知識規則，并將其存儲到電網安全運行知識庫中；

步驟4中所述電網安全運行知識庫分析平臺對電網安全特征做進一步的分析、挖掘和歸納，歸納方法包括以下4種：(1)基于實時數據，主特征與當前電網實際安全狀況的比較分析；(2)基于歷史數據，主特征時間周期的規律分析；(3)基于歷史數據，主特征趨勢分析；(4)基于歷史數據，主特征與非電氣量的相關性分析；

步驟4中電網安全運行知識規則F_jk，來自于不斷修正的電網安全運行知識庫，是電力系統安全運行知識的數據部分；

其中：P_max(jk)表征關鍵斷面jk的極限傳輸容量，由電網安全運行知識庫結合相關知識規則、電網相關規律綜合給出；P(jk)表征當前電網的運行特征；F_jk表征當前jk斷面的安全度，數值越小，安全度越低；

步驟5：電網安全運行知識庫分析平臺將當前電網的運行特征與不斷更新知識規則進行比對，最終給出表征當前電網的安全狀態的相關參數，對電網安全特征進行進一步的總結歸納，建立完備的電網安全運行知識庫，評估當前電網的運行狀態；并將結果傳送至結果展示平臺；

步驟5中所述建立完備的電網安全運行知識庫，是根據最新的潮流狀態和拓撲結構對原有知識庫進行更新；這一過程包括電網安全運行知識的添加、刪除、分裂及合并過程，根據對知識庫不同層次結構的影響，分為知識庫層次更新、知識庫類別更新和知識庫整體拓撲更新；

步驟5中所述將當前電網的運行特征與不斷更新知識規則進行比對，若符合電網安全運行知識庫中的安全規則，則系統安全，將當前電網狀態更新到電網安全運行知識庫中；若不符合電網安全運行知識庫中的安全規則，則通過結果展示平臺向調度人員發出預警信息。