[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)區(qū)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)辨識(shí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110550144.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113094862B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張巍;徐進(jìn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/18
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/18;G06F113/04
• 代理公司: 上海邦德專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余娜

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)區(qū)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)辨識(shí)方法，包括：S1、根據(jù)低壓配網(wǎng)呈現(xiàn)放射式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的辨識(shí)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖論中鄰接矩陣的求解；S2、對(duì)饋線(xiàn)單元和分支單元的有功功率時(shí)間序列進(jìn)行頻域?yàn)V波，用于特征提取；S3、基于突顯的特征采用相關(guān)性分析的方法獲得上述單元的上下游與并行關(guān)系；S4、結(jié)合節(jié)點(diǎn)的電壓幅值特性，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)鄰近單元的辨識(shí)，確定用戶(hù)與孤立子網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；S5、在考慮數(shù)據(jù)誤差的同時(shí)，對(duì)孤立子網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)路區(qū)段與用戶(hù)的有功功率序列進(jìn)行線(xiàn)性變換，并通過(guò)回歸分析確定用戶(hù)所屬的線(xiàn)路區(qū)段，實(shí)現(xiàn)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建。根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了“饋線(xiàn)?分支?相線(xiàn)?用戶(hù)”多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的辨識(shí)，這將大大減少部署大量監(jiān)測(cè)設(shè)備或更改設(shè)備通信方式的投資。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)區(qū)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)辨識(shí)方法。

背景技術(shù)

低壓配電網(wǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)臺(tái)區(qū))作為供電服務(wù)的“最后一公里”，是保證電能質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)，智能電表得到廣泛應(yīng)用并深度推廣至臺(tái)區(qū)，進(jìn)一步提高了智能電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量。準(zhǔn)確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是低壓配電網(wǎng)進(jìn)行線(xiàn)損分析、停電管理、費(fèi)控、三相不平衡治理等應(yīng)用功能的基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)景中，由于存在連線(xiàn)混亂、檔案資料不全等問(wèn)題，導(dǎo)致部分臺(tái)區(qū)營(yíng)銷(xiāo)拓?fù)錂n案中的“饋線(xiàn)-分支-相線(xiàn)-用戶(hù)”關(guān)系準(zhǔn)確度低，依靠人力現(xiàn)場(chǎng)排查校驗(yàn)，效率低下、動(dòng)態(tài)拓?fù)渥兓虏患皶r(shí)。因此，找到一種準(zhǔn)確、快速、通用強(qiáng)的拓?fù)浔孀R(shí)方法，對(duì)電力公司監(jiān)測(cè)臺(tái)區(qū)運(yùn)行情況具有一定的研究意義。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前的研究發(fā)明從硬件增設(shè)與改造到數(shù)據(jù)算法都有涉及。其中，大量硬件設(shè)備的接入，極大增加了前期投資和后期運(yùn)維成本。基于載波通信技術(shù)進(jìn)行拓?fù)浔孀R(shí)，需更換用戶(hù)電表通信模塊，這種方式雖然便于實(shí)現(xiàn)、識(shí)別率較高，但要求集中器和智能電表均具備載波通信功能，且易受負(fù)荷波動(dòng)及噪聲源的干擾。在基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的算法中，大多數(shù)雖實(shí)現(xiàn)了“相線(xiàn)-用戶(hù)”或者“饋線(xiàn)-用戶(hù)”關(guān)系的辨識(shí)，但由于未考慮分支節(jié)點(diǎn)的上下游與并行關(guān)系，導(dǎo)致無(wú)法確定用戶(hù)所屬的區(qū)段，即無(wú)法構(gòu)建臺(tái)區(qū)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)區(qū)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)了“饋線(xiàn)-分支-相線(xiàn)-用戶(hù)”多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的辨識(shí)，這將大大減少部署大量監(jiān)測(cè)設(shè)備或更改設(shè)備通信方式的投資。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的上述目的和其他優(yōu)點(diǎn)，提供了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)區(qū)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)辨識(shí)方法，包括：

S1、根據(jù)低壓配網(wǎng)呈現(xiàn)放射式樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的辨識(shí)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖論中鄰接矩陣的求解；

S2、對(duì)饋線(xiàn)單元和分支單元的有功功率時(shí)間序列進(jìn)行頻域?yàn)V波，用于特征提取；

S3、基于突顯的特征采用相關(guān)性分析的方法獲得上述單元的上下游與并行關(guān)系；

S4、結(jié)合節(jié)點(diǎn)的電壓幅值特性，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)鄰近單元的辨識(shí)，確定用戶(hù)與孤立子網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

S5、在考慮數(shù)據(jù)誤差的同時(shí)，對(duì)孤立子網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)路區(qū)段與用戶(hù)的有功功率序列進(jìn)行線(xiàn)性變換，并通過(guò)回歸分析確定用戶(hù)所屬的線(xiàn)路區(qū)段，實(shí)現(xiàn)多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

優(yōu)選的，所述步驟S1包括結(jié)合圖論知識(shí)，劃分節(jié)點(diǎn)屬性；根據(jù)用電采集設(shè)備在樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)中的位置關(guān)系，依次將變壓器、饋線(xiàn)和分支單元、用戶(hù)劃分為根節(jié)點(diǎn)、內(nèi)部節(jié)點(diǎn)、葉節(jié)點(diǎn)，基于上述節(jié)點(diǎn)集的有功功率、電壓幅值量測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)逐步求解節(jié)點(diǎn)的鄰接矩陣構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

優(yōu)選的，所述步驟S2包括進(jìn)行內(nèi)部節(jié)點(diǎn)層次關(guān)系的辨識(shí)，依據(jù)節(jié)點(diǎn)功率初始化內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的鄰接矩陣A^b，利用快速傅里葉變換(FFT)、反向快速傅里葉變換(IFFT)對(duì)有功功率序列進(jìn)行頻域?yàn)V波，濾波過(guò)程中選擇較大的系數(shù)(即高頻隨機(jī)分量)作為特征矢量。

優(yōu)選的，所述步驟S3包括基于所述特征矢量顯著性變化、波動(dòng)特征進(jìn)行相似性匹配，通過(guò)不斷地更新鄰接矩陣A^b獲得內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的上下游與并行關(guān)系。