[發(fā)明專利]一種基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)缺失數(shù)據(jù)重建方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210194662.1
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114611590A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱禹泓;周永智;韋巍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)缺失數(shù)據(jù)重建方法，其特征在于，具體為：將當(dāng)前時刻存在缺失的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建成矩陣并輸入至一訓(xùn)練好的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得當(dāng)前時刻重建的完整的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

所述矩陣中缺失的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采用遠(yuǎn)離正常值的固定值表示；

所述圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用基于所述電力系統(tǒng)收集的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練獲得。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括每個節(jié)點(diǎn)處的電壓幅值、電壓相角、節(jié)點(diǎn)注入有功功率、節(jié)點(diǎn)注入無功功率和兩兩節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系；構(gòu)建成的矩陣包括：

表示電力系統(tǒng)中兩兩節(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系的拓?fù)渚仃嘇及特征電氣特征矩陣H^t：

其中，T_ij表示節(jié)點(diǎn)ij的拓?fù)溥B接關(guān)系，為0則表示兩節(jié)點(diǎn)不直接相連，為1則表示兩節(jié)點(diǎn)直接相連；P^t_i,Q^t_i分別表示時刻t時節(jié)點(diǎn)i處的電壓幅值、電壓相角、節(jié)點(diǎn)注入有功功率和節(jié)點(diǎn)注入無功功率，N為電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由依次連接的若干層GCN層和全連接層組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用基于所述電力系統(tǒng)收集的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練獲得，具體如下：

收集所述電力系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并一一構(gòu)建成矩陣，針對特定時間斷面下的歷史數(shù)據(jù)矩陣，隨機(jī)丟棄部分?jǐn)?shù)據(jù)以模擬電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)延遲的異常問題；

將丟棄部分?jǐn)?shù)據(jù)后的矩陣作為圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，對應(yīng)的原始矩陣作為標(biāo)簽，以最小化圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出與標(biāo)簽的損失函數(shù)為目標(biāo)對圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，獲得訓(xùn)練好的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述丟棄部分?jǐn)?shù)據(jù)后的矩陣中，丟棄數(shù)據(jù)采用遠(yuǎn)離正常值的固定值取代。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述損失函數(shù)為圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出與標(biāo)簽的均方誤差。

7.一種基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)缺失數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于當(dāng)前時刻存在缺失的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建成矩陣；

數(shù)據(jù)重建模塊，包括一訓(xùn)練好的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于將當(dāng)前時刻存在缺失的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建成矩陣并輸入至一訓(xùn)練好的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得當(dāng)前時刻重建的完整的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

8.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)缺失數(shù)據(jù)重建方法。

9.一種包含計算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令在由計算機(jī)處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)缺失數(shù)據(jù)重建方法。