[發明專利]一種基于支持向量機的配電網低電壓預測方法

在審

• 申請號: 201711154223.3
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107834551A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 朱吉然;陳躍輝;唐海國;龔漢陽;郭文明;張帝;劉海峰;冷華
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 楊萍

技術領域

本發明涉及電力系統配電網技術，具體涉及一種基于支持向量機的配電網低電壓預測方法。

背景技術

近年來，隨著用電負荷的迅猛增長，全國各地的配電網(含中壓和低壓)均出現了不同程度的低電壓現象。低電壓不僅影響普通電器的正常和有效工作，對于使用變頻設備的工廠，還會造成生產中斷(變頻器對電壓幅度比較敏感)。對于低電壓現象，各級供電公司一直比較重視。每年，各供電公司均會安排一定的資金用于配變增容、無功補償、重負荷線路分流等項目，但這個工作從本質上講具有滯后性，即往往出現了低電壓情況(至少是苗頭)才會立項改造。為了更好地解決配網層面的低電壓問題，亟需構建配電網低電壓預測模型，用現有數據盡可能準確地預測已有配電網或將建配電網出現低電壓的可能性，以期為合理安排技改項目提供科學依據。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有方案存在的上述問題，提供一種科學適用的配電網低電壓預測方法，為配電網低電壓預防及治理提供全面支撐。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于支持向量機的配電網低電壓預測方法，包括以下步驟：

1)從配電網低電壓成因及影響因素中，篩選出不同類型的指標；

2)從現有的各種信息系統(包括生產管理系統、能量管理系統、地理信息系統、用電信息采集系統、營銷系統)中提取指標樣本數據，構建不同類型的指標集(按指標所屬類型將指標數據劃分為不同的指標集)；

3)基于不同類型的指標集，分別構造基于支持向量機的配電網低電壓預測模型；

4)利用粒子群算法對各預測模型中待優化參數進行參數尋優；

5)將尋優得到的參數代入預測模型，并將待測配電網的指標數據輸入各預測模型，利用各預測模型分別對配電網低電壓進行預測；綜合各預測結果，得到最終的配電網低電壓預測結果(若輸入的數據為配電網當前的指標數據，則預測結果為配電網當前的低電壓狀態，即配電網當前電壓為正常電壓或低電壓)。

進一步地，所述步驟1)中，基于現有配電網低電壓現狀，挖掘分析配電網低電壓成因及影響因素，篩選出線路參數和線路運行兩類指標，其中，線路參數指標具體包括線徑大小、供電半徑和配變容量這三項指標(從生產管理系統、地理信息系統、營銷系統中獲得)；線路運行指標具體包括電壓有效值、故障次數、電流有效值和低壓投訴頻率這四項指標(從能量管理系統、用電信息采集系統、營銷系統中獲得)；基于提取的指標數據，分別構建線路參數指標集和線路運行指標集；將線路參數指標集記為{(s_i,t_i)|i＝1,2,…,L}，將線路運行指標集記為{(u_i,v_i)|i＝1,2,…,M}；其中，L為線路參數指標集中指標樣本數據的組數，s_i為第i組線路參數指標樣本數據，是由線徑大小、供電半徑、配變容量作為坐標值的三維向量；M為線路運行指標集中指標樣本數據的組數，u_i為第i組線路運行指標樣本數據，是由電壓有效值、電流有效值、故障次數、低壓投訴頻率為坐標值的四維向量；t_i和v_i分別是對應于s_i和u_i的配電網低電壓狀態值，取值為-1或1，其中取值為-1表示正常電壓，取值為1表示低電壓。

進一步地，所述步驟3)中，首先對指標集中的指標數據進行預處理，再利用其構造基于支持向量機的配電網低電壓預測模型；所述步驟5)中，首先對待測配電網的指標數據進行預處理，再將其代入預測模型進行預測；所述預處理包括數據飽和以及歸一化處理；其中，數據飽和是為了避免異常數據取值范圍過大對各項指標的預測靈敏度產生干擾，歸一化是為了以相同的尺度衡量不同取值范圍的指標數據對低電壓預測結果的影響；數據飽和與歸一化處理的公式分別如式(1)和式(2)所示：

z′＝min(z,z_rate)(1)

其中，z表示指標數據的原始值；z_rate表示指標數據的給定上限值；z_min表示指標數據中的最小值；z′表示z的飽和處理結果；z″表示z′的歸一化處理結果。