[發明專利]基于概率圖模型的配電網開關狀態辨識方法

有效

• 申請號: 201910287512.3
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109933953B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 蔣瑋;湯海波
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

本發明提出了一種基于概率圖模型的配電網開關狀態辨識方法，包括：將互相連接的若干臺配電變壓器等效為一個負荷組，得到配電網物理模型的簡化電路圖；分析各負荷組之間電壓相關性與配電網中開關狀態的依賴關系，構建以電壓相關性和開關狀態為節點的概率圖模型；基于配電網歷史運行數據計算各節點的初始概率分布與節點間的條件概率分布，完成概率圖模型的學習；分析概率圖模型中各節點間的影響傳播，確定必要觀測變量，使得能夠通過有效跡推斷出網絡中剩余節點的狀態；在必要觀測變量可以觀測的情況下，通過置信度傳播算法求得整個配電網的開關狀態。該方法可以在部分配電變壓器數據難以獲得的情況下利用人工智能算法推斷出整個配電網的運行狀態。

技術領域

本發明屬于配電網管理精益化領域，具體涉及一種配電網開關狀態辨識方法。

背景技術

配電網點多面廣，運行狀態靈活，常通過切換聯絡開關或分段開關的狀態完成轉供與故障檢修等操作。對于配電網開關通斷的記錄確很少記錄，使得配電網運行態拓撲往往難以獲取。而配電網運行態拓撲的準確辨識是饋線負荷預測、電壓質量分析、故障定位等上層業務的基礎，運行態拓撲缺失將為“三型兩網”的建設帶來諸多困難。并且，配電網由于低壓側用戶數量龐大，智能電表能夠采集到的用戶數據只是其中的一部分。在部分配電變壓器數據難以獲得的情況下，如何依據部分可觀測的配電網推斷出配電網的開關狀態成為目前智能電網精益化管理的瓶頸。

發明內容

發明目的：針對現有技術的問題，本發明提出一種基于概率圖模型的配電網開關狀態辨識方法，根據可觀測的配電網節點，利用概率圖模型推斷出整個配電網的開關狀態，實現配電網運行態拓撲的精準辨識。

技術方案：本發明所述的一種基于概率圖模型的配電網開關狀態辨識方法，包括以下步驟：

(1)將互相連接的若干臺配電變壓器等效為一個負荷組，得到配電網物理模型的簡化電路圖；

(2)分析各負荷組之間電壓相關性與配電網中開關狀態的依賴關系，構建以電壓相關性和開關狀態為節點的概率圖模型；

(3)以配電網歷史運行數據為樣本，計算各節點的初始概率分布與節點間的條件概率分布，完成概率圖模型的學習；

(4)分析概率圖模型中各節點間的影響傳播，確定必要觀測變量，使得能夠通過有效跡推斷出網絡中剩余節點的狀態；

(5)在必要觀測變量可以觀測的情況下，通過置信度傳播算法求得整個配電網的開關狀態。

進一步地，所述步驟1包括：

11)考慮配電網開關狀態的影響因素，將配電網物理模型轉化為包含饋線、配電變壓器、聯絡開關、分段開關的簡化圖模；

12)將相互連接的若干臺配電變壓器簡化為一個負荷組，負荷組的電壓序列可由負荷組中任意一臺可觀測的配電變壓器電壓序列代表。

進一步地，所述步驟2包括：

21)采用Pearson相關系數衡量負荷組間電壓序列相關性，Pearson相關系數的表達式如下：

其中，V_p和V_b分別代表電源和負荷組的電壓序列，cov(V_p,V_b)為V_p和V_b間的協方差，σ(V_p)與σ(V_b)為V_p和V_b的標準差，在概率圖模型中構建C類節點代表電壓相關性這一變量；

22)將開關狀態抽象為0,1變量，0表示該開關處于斷開狀態，1表示該開關處于閉合狀態，在概率圖模型中構建相應的S類節點代表開關狀態這一變量；