[發明專利]一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法

在審

• 申請號: 202211592940.5
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN116308100A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 張明;符瑜科;鄧巽江;陳汝佳;朱傳譜;曾穎霓;李卓
• 申請（專利權）人: 海南電網有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/10
• 分類號: G06Q10/10;H04L67/01;H04L67/12;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F18/23213
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王美燕

1.一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據配電網內電力節點分布情況，應用電網支路完全可觀原理，合理布置跳閘信息采集點；

S2、通過OPC協議和異構通信網絡，實現配網線路運行變量信息的抽取與傳輸，結合傳輸信息的時空特征構造面板數據；

S3、利用灰色聚類算法，提取信息的時空維度特性，并基于特征權重因子確定聚類中心，將所有采集信息聚為多個類，再與標準的跳閘信息特征相匹配，快速篩選出最為貼近的一類信息，作為跳閘信息采集結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，在步驟S1中，合理布置跳閘信息采集點包括以下步驟：

S1、引入電網支路完全可觀原理，分析當前配網線路的最優信息采集點布置方案，通過信息采集結果抽取所有電力線路節點的電壓、電流等信息，根據配電網內電力節點數量和分布情況，結合數值分析原理，定義電網量測模型為：

α＝Qs+d

公式中，α表示線路電壓觀測值，Q表示雅克比矩陣，s表示配網線路節點電壓狀態，d表示量測誤差；

S2、以電網支路完全可觀原理為基礎的信息采集點布置模型：

公式中，F表示跳閘采集點布置模型，X_j表示第j個信息采集點的信息向量，m表示配網線路中電力節點數量，A表示網絡描述矩陣，C表示支路完全可觀性矩陣；

S3、根據當前配電網絡線路的組成結構，添加約束條件，形成如下所示的跳閘信息采集點布置優化模型：

在上式所示的優化模型求解后，確定合理的配網線路信息采集點布置方案，進行后續線路跳閘信息采集處理。

3.根據權利要求1所述的一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，在步驟S2中，線路運行變量信息的抽取與傳輸包括以下步驟：

S1、結合微軟對象連接與嵌入技術、組件對象模型、分布式組件對象模型，建立OPC協議，在每個信息采集點抽取當前線路運行信息；

S2、設置OPC客戶端為現場采樣信息傳輸服務器，將OPC協議直接應用到視窗控制中心服務器內，搜索全部變量狀態信息，作為抽取的配網線路運行信息，形成信息數據庫；

S3、按照上述信息采樣和轉存模式，抽取配網線路實時運行狀態信息，結合采樣點分布密度，搭建合適的異構通信網絡，用以實現現場抽取信息的傳輸，且在線路運行變量信息傳輸過程中，對信息進行有效的壓縮處理。

4.根據權利要求1所述的一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，面板數據模型表示為：

公式中，o表示采集信息個體，t表示時間，t表示解釋變量的個數，L表示解釋變量集，x表示解釋變量，y表示被解釋變量，η表示截距項，θ表示待估計系數，λ表示隨機誤差項。

5.根據權利要求1所述的一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，在步驟S3中，將面板數據投射為空間四面體網格，對其進一步分析可知，提取采樣信息中包含的電壓幅值、有功功率等基礎特征，針對面板數據的高維度性，歸納部分特征組成原始特征集，與跳閘信息的典型特征相匹配，聚類得到所有符合要求的信息特征，并將信息特征對應的信息快速采集出來，再分析不同特征量之間的灰色關聯度，剔除部分關聯度較低的數據，得到跳閘信息采集結果。

6.根據權利要求5所述的一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，信息特征量定義為如下特征序列：

公式中，I表示配網線路采集信息的基礎特征，n表示信息采集點總數量，ψ表示特征序列，r表示特征序列總數量。

7.根據權利要求6所述的一種基于灰色聚類的配網線路跳閘信息快速采集的方法，其特征在于，定義灰色關聯度計算公式為：

公式中，ε表示兩個隨機選擇的特征序列之間的灰色關聯度，u表示特征序列，k表示觀測對象，σ表示分布系數；

對于任意一個特征序列來說，可以將其長度表示為以下數學公式：

公式中，p表示特征量序列的長度；

特征序列包括單調遞增序列和單調遞減序列，當單調遞增序列的長度等于單調遞減序列的長度，可以將單調遞增序列和單調遞減序列之間的灰色絕對關聯度表示為：

根據灰色絕對關聯度計算結果，將抽取的配網線路運行信息特征劃分為多個類別，每個類別之間區別較大，選取與標準跳閘信息表現出的特征最為相近的信息聚類類別，作為跳閘信息快速采集結果，跳閘信息聚類過程中，定義下式所示的灰色絕對關聯度矩陣。

公式中，E表示灰色絕對關聯度矩陣。