[發明專利]基于數據知識驅動的主動配電網電壓控制方法

有效

• 申請號: 202110672346.6
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113346504B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李建國;高巍;侯富;吳敬強;王偉;盧文華;曹磊;張輝;谷凱凱;顧然;李穆;周倩雯;彭仲晗;吳啟瑞;胡錦亮
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網內蒙古東部電力有限公司赤峰供電公司;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/16;H02J3/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿

本發明公開了基于數據知識驅動的主動配電網電壓控制方法。首先，建立基于二階錐最優潮流的主動配電網無功優化模型；其次，基于所建立的無功優化模型進行大數據仿真，形成數據擴充策略，將歷史數據與求解擴充策略約束篩除并結合，并通過數據模型建立策略約束，形成可累積的數據知識，建立以配電網網絡數據及控制策略為核心的無功電壓控制策略知識圖譜；最后，基于所構建的配電網無功電壓控制知識圖譜，以當前網絡狀態匹配知識圖譜中相似狀態，采用改進時間序列相似數據檢索算法，通過相似度計算、分段校驗、斜率校驗，從而匹配控制策略及參數結果，進行安全校驗和優化求解，并生成控制策略及更新知識圖譜中的狀態策略。

技術領域

本發明屬于電力行業并涉及配電網電壓控制，具體涉及一種基于數據知識驅動的主動配電網電壓控制方法。

背景技術

目前配電網中分布式電源滲透率不斷增加，在2050年我國非化石能源占比一次能源消費50％以上，這對于系統電壓穩定性及調控運行復雜性提出了新挑戰。同時，保證更高標準的電能質量是電力發展的必然趨勢，也是促進社會安定發展的客觀需求。過電壓及低電壓不僅會降低能源轉換效率，而且易造成設備涌流及諧波進而損壞用戶設備，甚至導致安全事故。目前主要采用調節無功的方法來控制電壓在指定范圍內，具體包括改變變電站主變壓器有載分接頭調節母線電壓、投切電容器組補償無功等通過協同控制無功調節設備的手段，以實現提高電能質量及運行經濟性等目標。目前從數學上求解多采用基于優化或強化學習方法解決。在基于優化的方法中，由于變壓器抽頭設置和并聯電容器的離散性以及潮流方程非線性，一般轉化為解決混合整數非線性規劃問題，二階錐松弛解決無功電壓控制問題上具有很高的準確性，但隨著配網規模及可控設備增加，求解復雜度指數級增長，計算時間較長，難以滿足實時調控需求。同時，存在收斂問題，可能陷入局部最優。基于強化學習方法控制無功方面，在速度上能夠滿足實時控制需求，且具有一定啟發性及魯棒性，但可解釋性不足，易陷入“維數災”，同時學習期間自由動作探索易出現極端策略情況，安全性無法保證。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種基于數據知識驅動的主動配電網電壓控制方法，基于知識圖譜的無功電壓控制模型能夠很好地表征數據及策略，并通過數據模型建立策略約束，形成可累積的數據知識。通過改進時間序列檢索算法，能夠更好地滿足配電網數據檢索需求。

為實現此目的，本發明所設計的基于數據知識驅動的主動配電網電壓控制方法，包括如下步驟：

步驟1：考慮離散無功調壓設備包括有載調壓變壓器、分組投切電容器以及電壓調節器，建立基于二階錐最優潮流的主動配電網無功優化模型；

步驟2：基于步驟1所建立的主動配電網無功優化模型，利用已有負荷和光伏數據進行大數據仿真，形成數據擴充策略，將配電網歷史調壓策略與數據擴充策略結果結合，通過數據模型建立策略約束，形成可累積的數據知識，建立以配電網網絡數據及控制策略為核心的配電網無功電壓控制策略知識圖譜；

步驟3：基于步驟2所構建的配電網無功電壓控制知識圖譜，以當前網絡狀態匹配知識圖譜中的相似狀態，采用改進時間序列相似數據檢索算法，通過相似度計算、分段校驗、斜率校驗，匹配控制策略及參數結果，進行安全校驗和優化求解，生成控制策略并更新配電網無功電壓控制知識圖譜中的狀態策略。

本發明的有益效果為：本發明所提方法基于知識圖譜的無功電壓控制模型能夠很好地表征數據及策略，并通過數據模型建立策略約束，形成可累積的數據知識。通過改進時間序列檢索算法，能夠更好地滿足配電網數據檢索需求，所生成策略在無功優化效果上表現優異；相比優化算法大大減少策略生成耗時，并提升策略可解釋性。人機交互生成策略提升了電力人員不同無功電壓控制場景下調控水平，適用于電網的快速調控，并在電力系統領域知識數據推理交互進行了有價值的探索。

附圖說明

圖1為本發明的配電網無功電壓控制策略知識圖譜數據模型圖；

圖2為基于知識圖譜的策略生成流程圖；