[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)降維的配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法及相關(guān)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211375595.X
• 申請(qǐng)日: 2022-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN115689358A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣屹新;張宇南;路曉慶;董旭柱;楊濤;匡曉云;許愛東;楊祎巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0639
• 分類號(hào): G06Q10/0639;G06Q50/06;G06N3/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 周偉

本申請(qǐng)公開了一種基于數(shù)據(jù)降維的配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法及相關(guān)裝置，方法包括：采用預(yù)置彈性網(wǎng)算法對(duì)配電網(wǎng)高維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，并選取出降維量測(cè)數(shù)據(jù)；基于量測(cè)誤差根據(jù)降維量測(cè)數(shù)據(jù)分別構(gòu)建量測(cè)相關(guān)函數(shù)和偽量測(cè)相關(guān)函數(shù)；基于加權(quán)最小二乘法依據(jù)量測(cè)相關(guān)函數(shù)和偽量測(cè)相關(guān)函數(shù)構(gòu)建量測(cè)數(shù)據(jù)填充成本函數(shù)，并根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)填充成本函數(shù)對(duì)降維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，得到填充量測(cè)數(shù)據(jù)；采用預(yù)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)填充量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行映射訓(xùn)練，得優(yōu)化量測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括復(fù)雜度優(yōu)化函數(shù)；以優(yōu)化量測(cè)數(shù)據(jù)為初始條件，通過高斯?牛頓迭代法對(duì)配電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，得狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。本申請(qǐng)能解決現(xiàn)有技術(shù)中量測(cè)數(shù)據(jù)維度過高，且傳統(tǒng)方法無法滿足當(dāng)前需求的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)降維的配電網(wǎng)狀態(tài) 估計(jì)方法及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)

狀態(tài)估計(jì)是利用實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)狀態(tài)感知的重要環(huán)節(jié)，為電 壓控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、故障定位等高級(jí)應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，但隨著大量的新能 源發(fā)電單元接入到主動(dòng)配電網(wǎng)，對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析、調(diào)度和控制的要求 難度越來越大。為了應(yīng)對(duì)其不確定性對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和安全性的 影響，需要依靠準(zhǔn)確的運(yùn)行參數(shù)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)和智能控制，相比 于輸電網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備更少，大部分?jǐn)?shù)據(jù)由于長(zhǎng)期運(yùn)行、天 氣條件和維護(hù)等情況的影響，導(dǎo)致實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)存在偏差，量測(cè)作為狀態(tài)估計(jì)的重要數(shù)據(jù)來源，其數(shù)據(jù)質(zhì)量直接決定了狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性。

由于實(shí)際配電網(wǎng)的傳統(tǒng)量測(cè)主要來自SCADA量測(cè)和AMI量測(cè)，包含了 不同類型的配電網(wǎng)量測(cè)值，不可避免地存在量測(cè)數(shù)據(jù)維數(shù)過高等問題，給傳 統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算帶來了巨大的挑戰(zhàn)。此外，最小二乘估計(jì)等傳統(tǒng)的狀態(tài) 估計(jì)方法雖然在配電網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì)方面有一定成就，但是隨著不同的能源形 式大規(guī)模地接入到電網(wǎng)，傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)方法在一定程度上已經(jīng)無法滿足當(dāng) 前電網(wǎng)發(fā)展的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于數(shù)據(jù)降維的配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法及相關(guān)裝置，用 于解決現(xiàn)有技術(shù)中量測(cè)數(shù)據(jù)維度過高，且傳統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估方法無法滿足當(dāng)前多 種能源接入的需求，導(dǎo)致配電網(wǎng)狀態(tài)評(píng)估效果較差的技術(shù)問題。

有鑒于此，本申請(qǐng)第一方面提供了一種基于數(shù)據(jù)降維的配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì) 方法，包括：

采用預(yù)置彈性網(wǎng)算法對(duì)配電網(wǎng)高維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，并選取出降 維量測(cè)數(shù)據(jù)，所述預(yù)置彈性網(wǎng)算法包括改進(jìn)彈性網(wǎng)系數(shù)、懲罰項(xiàng)和相對(duì)約束；

基于量測(cè)誤差根據(jù)所述降維量測(cè)數(shù)據(jù)分別構(gòu)建量測(cè)相關(guān)函數(shù)和偽量測(cè)相 關(guān)函數(shù)；

基于加權(quán)最小二乘法依據(jù)所述量測(cè)相關(guān)函數(shù)和所述偽量測(cè)相關(guān)函數(shù)構(gòu)建 量測(cè)數(shù)據(jù)填充成本函數(shù)，并根據(jù)所述量測(cè)數(shù)據(jù)填充成本函數(shù)對(duì)所述降維量測(cè) 數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，得到填充量測(cè)數(shù)據(jù)；

采用預(yù)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述填充量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行映射訓(xùn)練，得到優(yōu)化量測(cè)數(shù) 據(jù)，所述預(yù)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括復(fù)雜度優(yōu)化函數(shù)；

以所述優(yōu)化量測(cè)數(shù)據(jù)為初始條件，通過高斯-牛頓迭代法對(duì)配電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn) 行估計(jì)，得到狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。

優(yōu)選地，所述采用預(yù)置彈性網(wǎng)算法對(duì)配電網(wǎng)高維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理， 并選取出降維量測(cè)數(shù)據(jù)，包括：

根據(jù)加權(quán)處理后的L1范數(shù)和預(yù)設(shè)L2范數(shù)構(gòu)建改進(jìn)彈性網(wǎng)系數(shù)的表達(dá)式；

根據(jù)所述改進(jìn)彈性網(wǎng)系數(shù)的表達(dá)式確定懲罰項(xiàng)，并配置相對(duì)約束，得到 彈性網(wǎng)模型；

采用所述彈性網(wǎng)模型對(duì)配電網(wǎng)高維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，并選取出降 維量測(cè)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述采用預(yù)置彈性網(wǎng)算法對(duì)配電網(wǎng)高維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理， 并選取出降維量測(cè)數(shù)據(jù)，之前還包括：

基于所述配電網(wǎng)高維量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理操 作包括中心化操作和標(biāo)準(zhǔn)化操作。

優(yōu)選地，所述量測(cè)數(shù)據(jù)填充成本函數(shù)為：