[發(fā)明專利]一種嵌入深度信念網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制方法

有效

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• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111049159B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉友波;蘇童;劉俊勇;劉挺堅;邱高
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 成都時譽(yù)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51250
• 代理人: 何悅

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)域，目的是提供一種嵌入深度信念網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制方法，包括以下步驟，S1：確定發(fā)電機(jī)有功出力波動范圍、負(fù)荷波動范圍，生成N個發(fā)電機(jī)有功出力樣本，獲取大量初始狀態(tài)數(shù)據(jù)，對初始狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行時域仿真計算，生成樣本數(shù)據(jù)；S2：建立深度信念網(wǎng)絡(luò)，使用樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度信念網(wǎng)絡(luò)，對發(fā)電機(jī)有功出力和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行擬合，生成電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評估器；S3：基于暫態(tài)穩(wěn)定約束條件，為NSGA?II算法添加成本約束、潮流約束和穩(wěn)定運(yùn)行約束，搭建NSGA?II進(jìn)化算法模型；S4：獲取故障下暫態(tài)失穩(wěn)的發(fā)電機(jī)出力波動范圍、負(fù)荷波動范圍，NSGA?II進(jìn)化算法模型迭代尋優(yōu)，求取預(yù)防控制策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入深度信念網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模日益增大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)行點越來越靠近穩(wěn)定極限，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性預(yù)防控制要求也越來越高。暫態(tài)失穩(wěn)往往是造成電力系統(tǒng)大規(guī)模事故的主要原因，有效的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評估以及事故預(yù)防措施是解決此問題的關(guān)鍵。傳統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算通常采用時域仿真加適當(dāng)判據(jù)的方法，擁有計算準(zhǔn)確、可靠性高的優(yōu)點，但模型中含有非線性微分代數(shù)方程，計算復(fù)雜，運(yùn)算時間長，難以滿足在線計算的要求。深度學(xué)習(xí)模型擁有特征自動提取、抽象能力強(qiáng)、收斂性好的優(yōu)點，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更深，更有利于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)在規(guī)律，因此被用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評估。預(yù)防控制是指在系統(tǒng)發(fā)生故障前，通過對當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)識別，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在故障風(fēng)險，并通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力，改變負(fù)荷大小的方式將系統(tǒng)調(diào)節(jié)到故障后仍可穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。將預(yù)防控制與暫態(tài)穩(wěn)定結(jié)合，提出暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制，保證系統(tǒng)運(yùn)行在滿足暫態(tài)穩(wěn)定要求的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種嵌入深度信念網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制方法，將深度信念網(wǎng)絡(luò)和NSGA-II引入暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制中，實現(xiàn)了針對故障的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制優(yōu)化策略的快速、穩(wěn)定求取。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種嵌入深度信念網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制方法，包括以下步驟：

S1：確定發(fā)電機(jī)有功出力波動范圍、負(fù)荷波動范圍，生成N個發(fā)電機(jī)有功出力樣本，獲取大量初始狀態(tài)數(shù)據(jù)，對初始狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行時域仿真計算，生成樣本數(shù)據(jù)，執(zhí)行S2；

S2：建立深度信念網(wǎng)絡(luò)，使用樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度信念網(wǎng)絡(luò)，對發(fā)電機(jī)有功出力和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行擬合，生成電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評估器，將電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評估器嵌入非支配排序遺傳算法NSGA-II中，作為暫態(tài)穩(wěn)定約束條件，執(zhí)行S3；

S3：基于暫態(tài)穩(wěn)定約束條件，為NSGA-II算法添加成本約束、潮流約束和穩(wěn)定運(yùn)行約束，搭建NSGA-II進(jìn)化算法模型，執(zhí)行S4；

S4：獲取故障下暫態(tài)失穩(wěn)的發(fā)電機(jī)出力波動范圍、負(fù)荷波動范圍，NSGA-II進(jìn)化算法模型迭代尋優(yōu)，求取預(yù)防控制策略。

優(yōu)選的，所述S1中采用拉丁超立方抽樣算法根據(jù)發(fā)電機(jī)有功出力波動范圍、負(fù)荷波動范圍獲取N個發(fā)電機(jī)有功出力樣本。

優(yōu)選的，所述S1生成樣本數(shù)據(jù)包括以下步驟，

S11：選取系統(tǒng)中M條線路作為預(yù)想故障集，每次時域仿真計算選擇其中一條線路作為故障線路，所述故障線路的故障類型為三相短路故障，執(zhí)行S12；

S12：將預(yù)想故障集中M條故障線路和N個發(fā)電機(jī)有功出力樣本兩兩組合，生成M*N種暫態(tài)穩(wěn)定仿真初始條件，執(zhí)行S13；

S13：對M*N種暫態(tài)穩(wěn)定仿真初始條件進(jìn)行時域仿真計算，求取發(fā)電機(jī)的功角曲線，并計算M*N個暫態(tài)穩(wěn)定系數(shù)TSI，每個發(fā)電機(jī)有功出力對應(yīng)M個TSI，執(zhí)行S14；

S14：選擇M個TSI中最小的TSI與對應(yīng)的發(fā)電機(jī)有功出力組合成一個訓(xùn)練深度信念網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)，共生成N個樣本數(shù)據(jù)。