[發(fā)明專利]一種平行聯(lián)邦圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的十三區(qū)圖無功優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110029005.7
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112865116B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷林飛;王濤;陸悅江;高放
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/50;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/08
• 代理公司: 南寧東智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 黎華艷;裴康明

本發(fā)明提出了一種平行聯(lián)邦圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的十三區(qū)圖無功優(yōu)化方法。該方法將通過改變有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置和投切補償并聯(lián)電容器組來完成無功優(yōu)化，將電力系統(tǒng)區(qū)域運行方式按照無功功率上下限和電壓上下限，共劃分為十三個實時運行狀態(tài)區(qū)域，用來確定下一時刻系統(tǒng)無功優(yōu)化調(diào)節(jié)措施的實施方式。其次，提出了一種平行聯(lián)邦圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。該方法對歷史數(shù)據(jù)進行預(yù)測訓(xùn)練并判定當(dāng)前系統(tǒng)所處運行狀態(tài)，按照當(dāng)前系統(tǒng)運行情況確定系統(tǒng)所屬區(qū)域，并確定無功優(yōu)化措施。所提方法能保證互聯(lián)電力系統(tǒng)運行私密性，能確保互聯(lián)電力系統(tǒng)各區(qū)域平行運行無功優(yōu)化方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)無功優(yōu)化領(lǐng)域，涉及一種基于人工智能技術(shù)的無功優(yōu)化方法，適用于電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢下，電網(wǎng)用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，電壓是關(guān)系到整個電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化問題不僅是為了能夠使電力系統(tǒng)電壓能夠達到一個正常的水平，從而降低系統(tǒng)的有功損耗，又能使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。當(dāng)前電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化多為調(diào)節(jié)發(fā)電機組的無功出力、改變變壓器變比、使用補償電抗器、電容器等無功補償裝置等。但是，目前電力系統(tǒng)正在走向大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)的運行方式，更多的分布式能源將接入電力系統(tǒng)，從而影響電力系統(tǒng)的整體電能質(zhì)量，保證電壓處于一個正常的運行狀態(tài)。電力系統(tǒng)無功優(yōu)化過程十分復(fù)雜，目前很多無功優(yōu)化問題僅僅是針對不同的優(yōu)化目標(biāo)，來進行系統(tǒng)優(yōu)化，如補償設(shè)備容量最小優(yōu)化模型、網(wǎng)損最小優(yōu)化模型、電壓偏移規(guī)定值最小優(yōu)化模型、電壓偏移規(guī)定值最小優(yōu)化模型、考慮電壓安全性的優(yōu)化模型等。解決此類優(yōu)化問題通常使用一些解析式方法如權(quán)重法、模糊優(yōu)化、罰函數(shù)法等；這些方法需要先構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，但是解析式方法在面對大數(shù)據(jù)復(fù)雜求解過程時，在解耦過程中較為復(fù)雜，求解運算過程中得到無解的結(jié)果。當(dāng)前對于解決此類多個目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問題，智能方法是一種比較常見的優(yōu)化方法，如退火方法、粒子群方法、灰狼方法等。目前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)常常用于電力系統(tǒng)的預(yù)測求解等一系列過程，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過大數(shù)據(jù)訓(xùn)練，更加擬合所優(yōu)化電力系統(tǒng)的要求，往往能夠得到很好的優(yōu)化效果。

目前，變電站電壓的無功功率調(diào)節(jié)，通常采用的是有載調(diào)壓變壓器和補償并聯(lián)電容器組的調(diào)節(jié)方式，但是，在完成電壓和無功功率雙參數(shù)調(diào)節(jié)狀況下，人工調(diào)節(jié)很難精準(zhǔn)完成要求調(diào)節(jié)工作內(nèi)容，所以，變電站電壓調(diào)控和無功功率補償自動控制系統(tǒng)顯得尤為關(guān)鍵。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠通過分析大數(shù)據(jù)，具有集體運算和自適應(yīng)學(xué)習(xí)的能力，在完成電力系統(tǒng)預(yù)測分析和靈活指導(dǎo)運行等方面有非常顯著的效果。在無功優(yōu)化過程中，如果頻繁切換變壓器變比將會對設(shè)備造成不必要的損壞；同時，在電力系統(tǒng)某節(jié)點電壓調(diào)節(jié)過程中，同時會影響到其他節(jié)點的電壓質(zhì)量，因為，無功優(yōu)化調(diào)節(jié)應(yīng)當(dāng)盡可能減少工作次數(shù)，保持電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行狀態(tài)。目前傳統(tǒng)的九區(qū)圖法，雖然能夠相應(yīng)減少電力系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)運行次數(shù)，但是，本發(fā)明利用十三區(qū)圖法能夠更加精準(zhǔn)地將電力系統(tǒng)運行狀態(tài)區(qū)劃分的更加精確，能夠在不同運行狀態(tài)下，更加精確地完成相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施，以達到減少工作次數(shù)的目的。同時，當(dāng)前在大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)趨勢下，各區(qū)域之前的信息私密性顯得尤為關(guān)鍵，解決分布式優(yōu)化問題的方法很多，如輔助問題原則、拉格朗日乘子法等一系列分布式優(yōu)化方法。但是，聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法不僅能夠完成分布式優(yōu)化問題，同時也能夠保證所有參與方所提供的數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種平行聯(lián)邦圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的十三區(qū)圖無功優(yōu)化方法。該方法將通過改變有載調(diào)壓變壓器分接頭的位置和投切補償并聯(lián)電容器組來完成無功優(yōu)化，將電力系統(tǒng)區(qū)域運行方式按照無功功率上下限和電壓上下限，共劃分為十三個實時運行狀態(tài)區(qū)域，用來確定下一時刻系統(tǒng)無功優(yōu)化調(diào)節(jié)措施的實施方式。其次，提出了一種平行聯(lián)邦圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，利用該方法對歷史數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析，并用于判定當(dāng)前系統(tǒng)處于何種運行狀態(tài)，按照當(dāng)前系統(tǒng)運行情況確定系統(tǒng)屬于哪個區(qū)域，并確定進行哪些無功優(yōu)化措施。最后，利用所提的一種平行聯(lián)邦圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，保證互聯(lián)電力系統(tǒng)運行私密性，同時確保互聯(lián)電力系統(tǒng)各區(qū)域能夠同時平行運行計算得出無功補償最優(yōu)方式，并同時完成調(diào)節(jié)措施，控制電力系統(tǒng)各區(qū)域協(xié)同進行無功優(yōu)化。