[發(fā)明專利]智能微電網(wǎng)AI故障檢測及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110370769.2
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113131515A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁惜瀛;岳琦;劉昊程;李曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/14;H02H7/26;G06N3/04;G06K9/62;G01R31/08;G01R23/16;G01R21/00;G01R19/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;王聰耀

本發(fā)明涉及一種智能微電網(wǎng)AI故障檢測及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的微源依次連接逆變器、第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備，第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備再連接到供電線路上，供電線路再通過第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備連接到用電客戶端，逆變器、第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊均與中央控制器連接；故障識別分類器輸入端與多個分布式發(fā)電設(shè)備和用電客戶端連接，故障識別分類器輸出端與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊的輸入端連接，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊的輸出端分別與第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備和第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備連接；供電線路上還連接有并離網(wǎng)開關(guān)和大電網(wǎng)。本發(fā)明提升故障狀態(tài)下智能微電網(wǎng)的運(yùn)行效率及運(yùn)行穩(wěn)定性，能夠迅速且準(zhǔn)確的識別故障，減小網(wǎng)絡(luò)損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種基于智能微電網(wǎng)AI故障檢測及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)系統(tǒng)及方法，及基于故障識別的智能微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)方法，主要涉及智能微電網(wǎng)、AI故障識別技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)技術(shù)。

背景技術(shù)

雖然2000年初歐美就已經(jīng)提出微網(wǎng)，但長期以來我國只能停留在理論研究階段。微網(wǎng)這種直接面向用戶供電和售電的系統(tǒng)，在我國沒有適合其生存的土壤，一直到2014年，我國能源行業(yè)開始進(jìn)入了體制機(jī)制改革與技術(shù)創(chuàng)新的快速發(fā)展期。然而微網(wǎng)中存在多種能源輸入與輸出、多種能量轉(zhuǎn)換裝置和多種微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，微網(wǎng)中風(fēng)光發(fā)電裝置受天氣因素影響較大，設(shè)備運(yùn)行成本各不相同，使得微網(wǎng)運(yùn)行動態(tài)特性相對于大電網(wǎng)和單個分布式發(fā)電系統(tǒng)而言采集的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)量更為復(fù)雜，且由于單個微網(wǎng)通常負(fù)責(zé)中小范圍區(qū)域的能源需求，其魯棒性較差，負(fù)荷波動對能源質(zhì)量要求的影響較為明顯，在并網(wǎng)狀態(tài)時甚至?xí)Υ箅娋W(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，故微網(wǎng)的控制系統(tǒng)需要更加精確及高效。

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在諸多傳統(tǒng)方法難以檢測出的潛在故障，導(dǎo)致配置結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而對智能微電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較為明顯的影響，系統(tǒng)運(yùn)行效率下降甚至產(chǎn)生系統(tǒng)性失穩(wěn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：

本發(fā)明公開了一種智能微電網(wǎng)AI故障檢測及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)系統(tǒng)及方法，其目的在于提升故障狀態(tài)下智能微電網(wǎng)的運(yùn)行效率及運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)方案：

一種智能微電網(wǎng)AI故障檢測及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微源、逆變器、第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備、第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備、供電線路、用電客戶端、故障識別分類器、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊、并離網(wǎng)開關(guān)、大電網(wǎng)和中央控制器，微源依次連接逆變器、第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備，第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備再連接到供電線路上，供電線路再通過第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備連接到用電客戶端，逆變器、第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊均與中央控制器連接；故障識別分類器輸入端與多個分布式發(fā)電設(shè)備和用電客戶端連接，故障識別分類器輸出端與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊的輸入端連接，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊的輸出端分別與第一智能調(diào)節(jié)設(shè)備和第二智能調(diào)節(jié)設(shè)備連接；供電線路上還連接有并離網(wǎng)開關(guān)和大電網(wǎng)。

微源包括光伏發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備和蓄電池。

中央控制器的控制為逆變器控制策略，控制策略采用下垂控制方法，使微源按照中央控制器系統(tǒng)下達(dá)的功率給定值分配系統(tǒng)中的瞬時負(fù)荷功率波動，協(xié)調(diào)微源。

一種智能微電網(wǎng)AI故障檢測及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)系統(tǒng)的方法，步驟為：

(1)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的采集：中央控制器采集智能微電網(wǎng)選定位置處的數(shù)據(jù)，通過在線檢測，獲取智能微電網(wǎng)選定位置處的電壓、電流、頻率、有功、無功功率及對應(yīng)實(shí)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的衍生數(shù)據(jù)，并構(gòu)建出灰度圖片，作為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)作為故障識別分類器的輸入，用于故障設(shè)別網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練及校驗(yàn)；

(2)采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用步驟(1)中的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)構(gòu)建故障識別分類器；

(3)基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將訓(xùn)練及校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；

(4)在線檢測，通過在線檢測，獲取待檢測位置處的電壓、電流、頻率、有功、無功功率，并構(gòu)建出灰度圖片，作為待檢測的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，依據(jù)步驟(2)中的故障識別分類器訓(xùn)練待檢測的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障識別網(wǎng)絡(luò)；