[發(fā)明專利]基于深度遷移學(xué)習(xí)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)短期電壓穩(wěn)定性評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110636721.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113378460A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭偉業(yè);黃婉君;張欣然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08;G06Q50/06;G06F111/04;G06F113/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 詹麗紅

1.一種基于深度遷移學(xué)習(xí)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)短期電壓穩(wěn)定性評(píng)估方法，其特征在于，所述評(píng)估方法包括以下步驟：

S1、對(duì)電力系統(tǒng)建立短期電壓穩(wěn)定分析模型：

采用三階感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和ZIP負(fù)載構(gòu)成的綜合負(fù)載模型對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載進(jìn)行建模，節(jié)點(diǎn)n的三階感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型如式(1)：

其中，t是時(shí)間變量，是暫態(tài)電抗后電動(dòng)勢(shì)，E_d，n、E_q，n分別為暫態(tài)電抗后電動(dòng)勢(shì)的d軸、q軸分量，X_n、X′_n分別為暫態(tài)電抗、同步電抗，是端電流，I_d，n、I_q，n分別為d軸、q軸端電流幅值；ω_0，n是轉(zhuǎn)子初始轉(zhuǎn)速；s_n是電機(jī)轉(zhuǎn)差率，是端電壓，V_d，n、V_q，n分別為d軸、q軸端電壓幅值，T_d0，n是暫態(tài)開(kāi)路時(shí)間常數(shù)，T_m，n、T_e，n分別為機(jī)械轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩，H_2，n是慣性時(shí)間常數(shù)，p_ind，n、q_ind，n分別為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有功功率、無(wú)功功率，j表示虛數(shù)；

節(jié)點(diǎn)n的ZIP負(fù)載模型如式(2)：

其中，V_n是節(jié)點(diǎn)電壓幅值，P_Z，n、P_I，n、P_P，n分別為恒定阻抗負(fù)荷、恒定電流負(fù)載、恒定功率負(fù)載的有功負(fù)載比例系數(shù)，Q_Z，n、Q_I，n、Q_P，n分別為恒定阻抗負(fù)載、恒定電流負(fù)載、恒定功率負(fù)載的無(wú)功負(fù)載比例系數(shù)，p_zip，n、q_zip，n分別為ZIP負(fù)載有功功率、無(wú)功功率；

節(jié)點(diǎn)n的凈注入有功功率如式(3)：

p_n＝p_ind，n+p_zip，n (3)

其中，p_n是節(jié)點(diǎn)n的凈注入有功功率；

節(jié)點(diǎn)n的凈注入無(wú)功功率如式(4)：

q_n＝q_ind，n+q_zip，n (4)

其中，q_n是節(jié)點(diǎn)n的凈注入無(wú)功功率；

對(duì)于節(jié)點(diǎn)n的有功功率平衡約束，如式(5)：

其中，N是電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目，V_m是節(jié)點(diǎn)m的電壓幅值，G_nm、B_nm是支路nm的電導(dǎo)、電納，θ_nm是節(jié)點(diǎn)n與節(jié)點(diǎn)m的電壓相角差；

對(duì)于節(jié)點(diǎn)n的無(wú)功功率平衡約束，如式(6)：

S2、提出一種改進(jìn)的短期電壓穩(wěn)定衡量指標(biāo)，表示為IVRI，用于衡量電力系統(tǒng)受到故障或干擾后的電壓延遲恢復(fù)程度，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的IVRI計(jì)算，如式(7)：

其中，y_IVRI是所提出的IVRI的指標(biāo)值，T是所考慮的計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)度，分別是電壓恢復(fù)過(guò)程的獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰因子，和是取值為1或0的變量，分別為控制電壓恢復(fù)過(guò)程的獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰因子曲線分布的常數(shù)，通過(guò)對(duì)和進(jìn)行調(diào)節(jié)，使和滿足不等式約束，V_pre為電力系統(tǒng)受到干擾或故障前的節(jié)點(diǎn)電壓幅值，v_t是t時(shí)刻的電壓幅值，σ為控制電壓恢復(fù)過(guò)程的獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰因子取值范圍的常數(shù)，v_m是標(biāo)稱電壓幅值，v₀是參考電壓幅值常數(shù)，是t時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)電壓幅值，a是電壓恢復(fù)率常數(shù)；

將所有節(jié)點(diǎn)的改進(jìn)的短期電壓穩(wěn)定衡量指標(biāo)相加，得到整個(gè)電力系統(tǒng)的IVRI；

S3、建立基于雙向長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期電壓穩(wěn)定性評(píng)估模型，學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和短期電壓穩(wěn)定性之間的映射關(guān)系；其中，雙向長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)稱BLSTM；

S4、建立基于BLSTM的深度遷移學(xué)習(xí)模型，將在樣本充足的電力系統(tǒng)中訓(xùn)練獲得的基于BLSTM的短期電壓穩(wěn)定性評(píng)估模型稱為源模型，該電力系統(tǒng)稱為源系統(tǒng)；將其它與源系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目不同的擴(kuò)展后電力系統(tǒng)稱為目標(biāo)系統(tǒng)，該目標(biāo)系統(tǒng)基于BLSTM的短期電壓穩(wěn)定性評(píng)估模型稱為目標(biāo)模型；源模型與目標(biāo)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、BLSTM層神經(jīng)元數(shù)目、全連接層神經(jīng)元數(shù)目、Dropout層丟棄概率、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始學(xué)習(xí)率、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練批處理尺寸一樣，源模型與目標(biāo)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)重系數(shù)、訓(xùn)練迭代次數(shù)不同；基于BLSTM的深度遷移學(xué)習(xí)模型，采用特征表示遷移和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)遷移的方法，將源模型訓(xùn)練得到的知識(shí)遷移到目標(biāo)模型中。