[發明專利]基于譜聚類分析的電壓自動分區控制方法

在審

• 申請號: 202310408317.8
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116565877A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 姬玉澤;陳文剛;王新瑞;蔣濤;李海燕;田瑞敏;郝鑫杰;李遠;徐麗美;徐囡;徐國斌;朱劍飛;許泳濤;張玉娟
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司晉城供電公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;G06F18/23;G06F18/214;G06F18/241;G06N3/09
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 孟肖陽;冷錦超

本發明提供了一種基于譜聚類分析的電壓自動分區控制方法，屬于電力系統電壓控制技術領域；解決了電網電壓持續越限導致局部電壓異常的問題；包括如下步驟：根據電網運行數據進行電壓分區控制策略的制定；根據電壓分區控制運行區域進行電壓控制策略標簽數據的制定；根據標簽數據集采用譜聚類分析算法對輸入數據進行聚類，得到每類標簽對應的輸入樣本數據集；對輸入樣本數據集進行歸一化處理；建立基于DBN網絡的電壓自動控制模型，采用輸入樣本數據集對基于DBN網絡的電壓自動控制模型進行訓練，將電壓實時采集數據輸入DBN網絡，基于DBN網絡進行電壓數據的分類識別，實時下發電壓控制指令；本發明應用于電網電壓自動控制。

技術領域

本發明提供了一種基于譜聚類分析的電壓自動分區控制方法，屬于電力系統電壓控制技術領域。

背景技術

自動電壓控制(Automatic?Voltage?Control，AVC)技術能夠極大程度地改善和提高電網系統的電壓水平，相比于傳統的電壓控制方式，AVC控制方式具有全局優化、精確性高以及非線性控制等特點，隨著我國電網計算機技術以及通信網絡技術的不斷發展和完善，AVC控制技術也在不同程度的逐步實現和投入應用。由于電網電壓控制具有復雜的非線性、實時性和精確性要求，而人工智能技術具有自主學習和獲取知識的功能，適用于處理不確定性、非線性等問題，在電壓控制方法研究和應用中展現出極大的潛力。

人工智能技術在電壓自動控制方法的深入應用中仍面臨新的問題，第一，利用大規模電網運行數據難以進行電壓控制策略的制定，盡管神經網絡能夠通過數據的特征提取和訓練學習有效實現結果的分類，但仍依賴于訓練數據樣本的數據量和數據特征。專家系統能夠根據專家知識經驗庫對原始數據進行專家系統的構建，從而指導樣本數據的形成。但當系統規模較大、規則較為復雜時，專家系統的計算速度和結果都受到影響，同時對于新規則的學習和更新也存在嚴重不足。第二，人工智能方法的選擇會影響電壓自動控制的速度和結果，傳統神經網絡等算法存在訓練時間過長、學習算法速度較慢等缺點，通常會采用自動編碼器等數據降維工具進行數據的降維和壓縮，但是無法改變傳統神經網絡的神經元個數、層數以及結構參數，大規模訓練樣本數據會導致傳統神經網絡參數數量迅速增長，訓練時間過長，同時隨著層數的增加，易于陷入局部最優。第三，大規模復雜的原始數據處于無標簽狀態，難以快速分類。采用人工智能網絡模型進行樣本數據的訓練和學習，需要建立分類標簽同時對樣本數據進行相應的分類，但原始數據規模大、維度多、結構復雜，導致精細化分類困難，無法進一步應用于人工智能網絡。

因此，本發明提出了一種基于譜聚類分析的電壓自動分區控制方法，提出了一種新型電網調度運行數據分類方法，采用人工智能技術進行電壓自動控制方法，根據電壓控制策略制定標簽數據，采用標簽數據進行大數據的分類，基于人工智能模型進行有監督的樣本數據庫訓練和學習，實現電網電壓自動控制的目的。

發明內容

本發明為了解決電網電壓持續越限導致局部電壓異常的問題，提出了一種基于譜聚類分析的電壓自動分區控制方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于譜聚類分析的電壓自動分區控制方法，包括如下步驟：

S1：根據電網運行數據進行電壓分區控制策略的制定，其中電壓分區控制策略根據電壓越限控制、功率因數和無功功率實現電壓分區控制運行區域的劃分；

S2：根據電壓分區控制運行區域進行電壓控制策略標簽數據的制定，每個電壓分區控制運行區域對應一個電壓控制策略標簽，得到標簽數據集；

S3：根據標簽數據集采用譜聚類分析算法對輸入數據進行聚類，得到每類標簽對應的輸入樣本數據集；

S4：對輸入樣本數據集進行歸一化處理，得到歸一化后的輸入樣本數據集，并將歸一化后的輸入樣本數據集劃分為訓練集和測試集；