[發(fā)明專利]一種適應(yīng)電網(wǎng)多種調(diào)控運(yùn)行場(chǎng)景的關(guān)聯(lián)特征選擇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010191612.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN111369168B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐浩;鄢發(fā)齊;汪旸;徐箭;姜新雄;吳亞駿;蔡煜;董向明;程迪;廖思陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)公司華中分部
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種適應(yīng)電網(wǎng)多種調(diào)控運(yùn)行場(chǎng)景的關(guān)聯(lián)特征選擇方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1、輸入電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)流方法對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，構(gòu)建時(shí)間序列數(shù)據(jù)，得到訓(xùn)練集和測(cè)試集；

步驟2、根據(jù)電力系統(tǒng)典型場(chǎng)景和特定場(chǎng)景，構(gòu)建特征變量備選集；

步驟3、將所構(gòu)建的特征變量備選集以及預(yù)處理形成的時(shí)間序列數(shù)據(jù)納入灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算程序，得到各特征變量與目標(biāo)電力場(chǎng)景之間的定量關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行大小排序，隨后設(shè)置合理閾值，篩選出關(guān)聯(lián)度數(shù)值排名較高的特征變量，形成針對(duì)典型場(chǎng)景的特征子集；

步驟4、利用針對(duì)典型場(chǎng)景得到的特征子集作為分類器的分類參考特征，輸入歷史數(shù)據(jù)片段進(jìn)行分類，并與其類型標(biāo)簽進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算采用特征子集進(jìn)行分類的準(zhǔn)確率，從而對(duì)特征子集的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；

步驟1所述構(gòu)建時(shí)間序列包括以下步驟：

步驟1.1、識(shí)別信息并提取數(shù)據(jù)；包括識(shí)別提取節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)、線路潮流數(shù)據(jù)、發(fā)電機(jī)出力數(shù)據(jù)、變壓器數(shù)據(jù)；

步驟1.2、將步驟1.1所提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征匹配，如果匹配則保留，否則剔除；

步驟1.3、按照選取數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)電壓時(shí)間序列、線路潮流時(shí)間序列、節(jié)發(fā)電機(jī)出力時(shí)間序列、變壓器數(shù)據(jù)時(shí)間序列；

步驟2所述構(gòu)建特征變量備選集包括針對(duì)典型場(chǎng)景特征變量的選取和針對(duì)特定場(chǎng)景特征變量的選取：

步驟2.1、典型場(chǎng)景特征變量的選取包括；

步驟2.1.1頻率安全指標(biāo)；

1)反映電網(wǎng)頻率偏離額定頻率程度頻率偏差：

式中，f_N為額定頻率，通常為50Hz；f為當(dāng)前時(shí)刻電網(wǎng)頻率；0.2為頻率標(biāo)準(zhǔn)中頻率偏差的允許范圍最大值；

2)評(píng)價(jià)各個(gè)控制區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)頻率恢復(fù)到限定值所做貢獻(xiàn)的區(qū)域控制偏差：計(jì)算一小時(shí)內(nèi)ACE均值，要求ACE均值在規(guī)定范圍內(nèi)；

ACE＝K·Δf+ΔP (2)

式中，K為負(fù)荷頻率響應(yīng)特性值，取定值300MW/0.1Hz；Δf為頻率偏差；ΔP為區(qū)域?qū)嶋H交換功率與計(jì)劃交換功率之間的偏差；

步驟2.1.2、電壓安全指標(biāo)；

1)反映電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)電壓偏離額定電壓的電壓偏差：

式中，U為運(yùn)行電壓；U_N為額定電壓；

2)反映所研究節(jié)點(diǎn)的無功儲(chǔ)備能力的電壓安全裕度為：

式中，V₀為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前狀態(tài)下的電壓；V_cr為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在臨界狀態(tài)下的電壓；

步驟2.1.3、網(wǎng)絡(luò)安全指標(biāo)；

1)實(shí)時(shí)反映電力系統(tǒng)運(yùn)行的潮流裕度：

式中，P為當(dāng)前斷面潮流；P_l為斷面穩(wěn)定潮流；

2)最大負(fù)載率：

式中，P_imax為第i條線路或斷面所能承受的最大負(fù)載；P_i為在當(dāng)前統(tǒng)計(jì)點(diǎn)的實(shí)際負(fù)載；Ω為選取的線路或斷面集；

步驟2.1.4、功率平衡；

1)旋轉(zhuǎn)備用率：系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量與系統(tǒng)最大負(fù)荷的比率；

2)功率因數(shù)：交流電路有功功率對(duì)視在功率的比值；

3)有功裕度：節(jié)點(diǎn)承受功率擾動(dòng)的能力與電網(wǎng)承受負(fù)荷增長(zhǎng)的能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

式中，P_max為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在臨界狀態(tài)下的功率；P₀為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前狀態(tài)下的功率；

4)有功備用率：系統(tǒng)有功備用容量相對(duì)其最低限值的大小：

式中，P_SR為有功旋轉(zhuǎn)備用容量；P_SR.lim為有功旋轉(zhuǎn)備用容量的最低限值，取系統(tǒng)最大負(fù)荷的10％；

5)無功備用率：系統(tǒng)無功備用容量相對(duì)系統(tǒng)總無功負(fù)荷的大小；

式中，Q為無功備用大小；Q_sum為系統(tǒng)總無功負(fù)荷大小；

6)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)：正常運(yùn)行方式下，靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)控制于15％～20％之間；特殊方式或事故后運(yùn)行方式，靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)≥10％；按功角判據(jù)計(jì)算和用小振蕩法判別靜態(tài)穩(wěn)定時(shí)，計(jì)算公式為：

式中，P_limit為極限功率；P_normal為正常運(yùn)行方式下的功率；

步驟2.1.5、負(fù)荷水平；負(fù)荷率指在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比的百分?jǐn)?shù)：

式中，為平均負(fù)荷；L_max為最大負(fù)荷；

步驟2.1.6、新能源消納；

1)棄風(fēng)率：電力系統(tǒng)在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)實(shí)際損失風(fēng)電量與預(yù)計(jì)最大風(fēng)電發(fā)電量之比：

式中，P_wind為實(shí)際風(fēng)電發(fā)電量；P_{wind_max}為預(yù)計(jì)最大風(fēng)電發(fā)電量；

2)棄光率：電力系統(tǒng)在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)實(shí)際損失光伏發(fā)電量與預(yù)計(jì)最大光伏發(fā)電量之比：

式中，P_solar為實(shí)際風(fēng)電發(fā)電量；P_{solar_max}為預(yù)計(jì)最大風(fēng)電發(fā)電量；

3)可再生能源消納率：電力系統(tǒng)運(yùn)行中可再生能源實(shí)際消耗與理想情況下可再生能源發(fā)電量之比：

式中，Q_{renew_Crate}為可再生能源發(fā)電實(shí)際消耗；Q_{renew_max}為理想可再生能源發(fā)電量；

步驟2.2、針對(duì)特定場(chǎng)景特征變量的選取包括；

步驟2.2.1、將全網(wǎng)所有的節(jié)點(diǎn)電壓以及線路傳輸?shù)腎端功率均納入特征變量備選集；

式中，δU₁與ΔU₁分別為電壓降落的橫分量與縱分量，P₁為線路I端傳輸有功功率，Q₁為線路I端傳輸無功功率，U₁為首端節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓，X、R分別為傳輸線路的電抗和電阻參數(shù)，X、R在研究時(shí)間范圍內(nèi)固定不變；

步驟2.2.2、將全網(wǎng)的發(fā)電出力，包括火電機(jī)組、水電機(jī)組、抽蓄電站、新能源發(fā)電、儲(chǔ)能有功出力，以及變壓器下網(wǎng)有功和網(wǎng)損納入特征變量備選集；

∑P_G＝∑P_LD+∑ΔP+∑P_p (16)

式中，∑P_G為系統(tǒng)發(fā)電有功功率總和，∑P_LD為所有負(fù)荷有功功率之和，∑ΔP為網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗之和，∑P_p為所有發(fā)電廠廠用電有功功率之和；

步驟2.2.3、將非電氣量納入特征變量備選集。