[發明專利]模型驅動和數據驅動融合的電網運行態勢感知方法及系統

在審

• 申請號: 202010364427.5
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111582571A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 林靜懷;范士雄;范海威;徐鄭崎;馮長有;劉幸蔚;韓曄;李澤科;皮俊波;王晶;董根源;沈曉東
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網福建省電力有限公司;四川大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京寶護知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 王霞

1.模型驅動和數據驅動融合的電網運行態勢感知方法，其特征在于，包括以下步驟，

第一步，建立電網運行態勢評估基本框架，將電網態勢感知分為：關鍵要素挖掘、態勢理解階段和態勢預測階段三個階段；

第二步，在關鍵要素挖掘階段，利用基于模型驅動的主成分分析法剔除運行指標信息過度重疊的因素，構建電網運行態勢評價體系，用來表征電網的運行軌跡；

第三步，在態勢理解階段，利用基于模型驅動的模糊層次分析法評估當前運行狀態；

第四步，在態勢預測階段，利用基于數據驅動的LSTM-注意力機制，通過樣本數據訓練學習，完成對電網安全態勢的感知。

2.如權利要求1所述的模型驅動和數據驅動融合的電網運行態勢感知方法，其特征在于，第二步，在關鍵要素挖掘階段，首先利用主成分分析法剔除運行指標信息過度重疊的因素，挖掘能反映電網態勢運行軌跡的關鍵要素。

3.如權利要求2所述的模型驅動和數據驅動融合的電網運行態勢感知方法，其特征在于，第二步，在關鍵要素挖掘階段，利用主成分分析法剔除運行指標信息過度重疊的因素，挖掘能反映電網態勢運行軌跡的關鍵要素，具體步驟如下：

步驟一，設指標體系共有n個屬性指標，采用m個樣本來評價，則構成指標矩陣B如式(1)：

步驟二，對指標矩陣B進行預處理：由于所選擇指標類型不盡相同，含有正向型指標和負向型指標，需要統一指標類型；如要將指標類型統一為負向型指標，對正向型指標取其倒數計算；對指標數據采用式(2)進行標準化：

式中：z_ij為標準化之后的指標數據，分別為第j個指標值得均值和均方差；標準化之后的所有指標數據構成矩陣為Z＝(z_ij)_m×n；

步驟三，通過式(3)建立Z＝(z_ij)_m×n的相關系數矩陣R＝(rij)_m×n，矩陣中的元素r_ij反映指標Z_i與Z_j的相關程度，

式(3)中：cov(Z_i,Z_j)為Z_i與Z_j的協方差；D(Z_i)、D(Z_j)分別為Z_i與Z_j的方差；

步驟四，根據式(4)求解相關矩陣R的q個特征根：

λ₁≥λ₂≥λ₃≥…≥λ_q≥0 (4)

其對應特征向量如式(5)：

e_j＝(l_1j,l_2j,…,l_nj),j＝1,…q (5)

步驟五，計算方差貢獻率并對w_j按降序排列，若前l個主成分的累計方差貢獻率時，則認為這l個主成分綜合體現n個指標；l≤q；

步驟六，通過式(6)計算m個樣本的主成分：

Z_i,j＝Z_m,n×[e₁e₂…e_q]′ (6)

步驟七，選取前l個主成分，通過式(7)計算得到指標：

4.如權利要求3所述的模型驅動和數據驅動融合的電網運行態勢感知方法，其特征在于，步驟七中，通過主成分分析，從電網結構、電網設備和系統狀態三個方面，構建了電網運行態勢評價指標體系；其中電網結構方面包括網架結構完整度和功率傳輸效率；電網設備方面包括線路負載率、變壓器負載率、電壓裕度、斷面潮流裕度和負荷變化率五個指標；系統狀態包括頻率安全偏差率、有功備用、網損率和n-1通過率四個指標。