[發明專利]適用于多源異構電網的運行方式拓撲結構特征提取方法

有效

• 申請號: 202011107000.3
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112398678B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 胡偉;顧雨嘉;田蓓;李宏強;張漢花;馬坤
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網寧夏電力有限公司電力科學研究院;國網寧夏電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L29/08;H02J13/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本發明涉及一種適用于多源異構電網的運行方式拓撲結構特征提取方法，屬于電力系統運行和控制技術領域。首先獲取多源異構電網的運行狀態，包括獲取電網的拓撲結構信息和運行方式信息；根據多源異構網絡結構和運行方式信息，構建合理的初始特征集；獲取多源異構電網網絡拓撲邊權重鄰接矩陣W和節點屬性矩陣M；建立嵌入表示學習模型，求解得到共識嵌入向量H，進而得到融合多源異構電網網絡拓撲結構和節點信息的特征表達；采用深度學習中的特征選擇算法，確定重要性程度高的特征，得到多源異構電網運行方式關鍵拓撲結構特征。本方法提高了多源異構電網網絡拓撲結構關鍵特征提取的效率和準確率，為多源異構電網的電網特征提取提供技術依據和實用化方法。

技術領域

本發明涉及一種適用于多源異構電網的運行方式拓撲結構特征提取方法，屬于電力系統運行和控制技術領域。

背景技術

隨著我國特高壓交直流裩聯電網規模不斷擴大，高滲透率間歇性新能源發電和海量柔性負荷響應加劇了電網源荷雙側的不確定性，電力系統運行方式和動態行為日趨復雜，自然災害的頻發使可能產生的預想事故場景更加復雜，對調度運行的統籌決策水平和協同控制能力提出了更高要求。因此，研究交直流混聯電力系統的在線安全風險態勢感知，實現大電網暫態穩定高效、快速評估，對維持電力系統安全穩定運行具有重要意義。隨著廣域量測技術的成熟和大數據理論的發展，基于人工智能方法進行在線TSA為大電網的智能控制提供了新的思路。

由于實際大規模交直流混聯系統所含變量眾多，其數據規模大，維數高，只有少數的特征量會影響系統的穩定水平，且大部分特征都是冗余的，如果作為暫態評估模型的輸入，勢必會影響計算效率、分類效果及在線應用的要求，因此特征降維是亟待解決的關鍵問題。電力系統不可避免地會發生一些大的擾動，往往給網絡拓撲結構或者網絡參數帶來短時大幅度變化，嚴重影響電力系統的安全穩定運行。除此之外，由于線路(或其他元件)的計劃檢修、新線路或設備的投運都有可能造成電網拓撲結構的改變。一些研究討論了拓撲結構變化對暫態穩定評估模型的影響，然而只涉及了純交流系統電網拓撲結構的輕微改變，且未能有效考慮可再生能源和直流接入對電力系統的影響。因此研究適用于含直流和可再生能源電力的多源異構電網關鍵特征隨網絡結構和擾動位置而呈現的規律，解決候選特征隨網絡規模擴大而顯著增加及關鍵特征隨網絡拓撲、擾動位置變化的適應能力的問題具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提出一種適用于多源異構電網的運行方式拓撲結構特征提取方法，以得到考慮了多源異構電網位置信息和電氣量信息的含可再生能源電力的交直流混聯電網拓撲結構特征，提高網絡結構和節點屬性隨時間變化的電網特征提取的通用性和提取效率。

本發明提出的適用于多源異構電網的運行方式拓撲結構特征提取方法，包括以下步驟：

(1)從多源異構電網的同步矢量測量單元獲取多源異構電網的運行狀態，并從多源異構電網同步矢量測量單元獲取多源異構電網的拓撲結構信息和運行方式信息；

(2)根據步驟(1)的多源異構電網的拓撲結構信息和運行方式信息，構建多源異構電網的初始特征集；

(3)從步驟(2)的初始特征集中獲取多源異構電網的網絡拓撲邊權重鄰接矩陣W和節點屬性矩陣M；

(4)根據步驟(1)的拓撲結構信息和運行方式信息，建立一個嵌入表示學習模型，利用交替方向乘子法，求解該嵌入表示學習模型，得到共識嵌入向量H，根據該共識嵌入向量H，得到融合多源異構電網的網絡拓撲結構和節點信息的特征；

(5)采用機器學習中的特征選擇算法，對步驟(4)得到的融合多源異構電網網絡拓撲結構和節點信息的特征進行特征重要性排序，確定網絡拓撲結構和節點信息的特征中重要性程度高的特征，剔除冗余特征，得到多源異構電網運行方式拓撲結構特征。