一种基于模型-数据混合驱动的安全边界拟合方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115758635A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211332093.9G06F17/16(2006.01)(22)申请日2022.10.28H02J3/06(2006.01)G06Q50/06(2012.01)(71)申请人中国南方电网有限责任公司G06F111/04(2020.01)地址510000广东省广州市黄埔区科学城G06F113/04(2020.01)科翔路11号(72)发明人李豹黄兆棽刘春晓李鹏张蔷曾沅任郡枝(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201专利代理师韩帅(51)Int.Cl.G06F30/18(2020.01)G06F30/20(2020.01)G06F17/18(2006.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种基于模型-数据混合驱动的安全边界拟合方法(57)摘要本发明公开了基于模型‑数据驱动的安全边界拟合方法，步骤1：获取指定电力系统的拓扑结构以及参数、以及系统节点的有功出力上限、有功出力下限拓扑结构下的热稳定安全域模型；步骤2：采用节点有功注入热稳定安全域空间方法建立具有安全边界与节点有功之间的映射关系的第一数据驱动模型；步骤3：利用直流潮流模型中潮流传输极限与第一数据驱动模型的节点有功注入空间的仿射变化建立第一数据驱动模型安全边界域；步骤4：通过第一数据驱动模型安全边界域对量测设备获取的数据集进行处理构造误差数据集；步骤5：通过最小二乘回归方法对误差数据集进行线性拟合建立第二数据驱动模型安全边界域；本发明提供电力系统安全性评估。CN115758635ACN115758635A权利要求书1/2页1.一种基于模型‑数据驱动的安全边界拟合方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获取指定电力系统的拓扑结构以及参数、以及系统节点的有功出力上限、有功出力下限拓扑结构下的热稳定安全域模型；即：其中：Pij表示支路l的功率，首节点为i，末节点为j，为支路l的最大功率约束值，SB为支路集合，f(x)＝P为该集合还需满足的其他约束；步骤2：采用节点有功注入热稳定安全域空间方法建立具有安全边界与节点有功之间的映射关系的第一数据驱动模型；步骤3：利用直流潮流模型中潮流传输极限与第一数据驱动模型的节点有功注入空间的仿射变化建立第一数据驱动模型安全边界域；步骤4：通过第一数据驱动模型安全边界域对量测设备获取的数据集进行处理构造误差数据集；步骤5：通过最小二乘回归方法对误差数据集进行线性拟合建立第二数据驱动模型安全边界域。2.根据权利要求1所述的一种基于模型‑数据驱动的安全边界拟合方法，其特征在于，步骤3中，所述第一数据驱动模型安全边界域建立过程：301、所述第一数据驱动模型通过安全域系数的求解获得节点‑支路潮流灵敏度，其中：对于输电系统支路l(节点i‑节点j)的有功潮流绝对值PL,ij在节点k处进行泰勒展开，可得其中：输电系统支路l包括节点i‑节点j；为展开点处功率值，为泰勒展开式一阶导数，O(ΔPk)为高阶导数，k表示不同节点；所述节点‑支路潮流约束可表示为：302、所述第一数据驱动模型通过如下公式获得节点k对支路l的潮流灵敏度Sl,k；其中：Sl,k为灵敏度系数，为Pij对θi的偏导，为θi对Pk的偏导，xij为支路l的阻抗值；303、所述第一数据驱动模型通过如下公式获得所述第一数据驱动模型安全域：其中：αl,k为热稳定安全域超平面系数，Sl,k为灵敏度系数，为支路l的最大功率约束值。2CN115758635A权利要求书2/2页3.根据权利要求1所述的一种基于模型‑数据驱动的安全边界拟合方法，其特征在于，步骤5中，所述第二数据驱动模型安全边界域建立过程：501、通过如下公式建立误差数据集：其中：Δy为潮流方程误差值，为节点输入功率的真实量测值，为支路潮流真实量测值；502、通过偏最小二乘线性回归方法计算误差数据集获得误差方程：Δy＝A*P+B其中：A为系数矩阵，P为节点输入功率矩阵，B为常数矩阵。所述误差方程采用矩阵的形式表达，A，B为自适应矩阵，P为功率注入向量，因此可得潮流方程的矩阵表达如下：PL,ij＝C*P+D所述误差方程通过如下公式获得第二数据驱动模型线性潮流模型为：其中：为支路功率潮流，A和C分别为物理驱动模型和数据驱动模型的系数矩阵，B和D分别为物理驱动模型和数据驱动模型的常数矩阵；所述第二数据驱动模型通过如下公式生成第二数据驱动模型安全边界为：其中，D＝0；σ为标准差，∈为均值，PLS为回归系数矩阵；所述第二数据驱动模型安全边界通过如下线性潮流方程输出：3CN115758635A说明书1/8页一种基于模型‑数据混合驱动的安全边界拟合方法技术