本發明涉及電力系統規劃設計領域,具體而言,涉及一種災害條件下新型配電系統的緊急控制方法。
背景技術:
1、在全球氣候變化的背景下,極端天氣事件如臺風、暴雨、冰雪災害的頻發,給電力系統帶來了前所未有的挑戰。這些極端氣象條件不僅直接破壞電力基礎設施,如導致輸電線路倒塌、風電與光伏設備損毀停運,更在新型電力系統的復雜運行模式下,引發了區域乃至全網的連鎖故障。
2、電力系統的脆弱性在極端天氣下進一步凸顯:新能源的高比例接入使電源的波動性和間歇性增加,加大了系統功率平衡的難度;電力電子設備的廣泛使用降低了系統整體的慣性水平,使極端天氣擾動下的系統穩定性受到威脅;交直流特高壓遠距離輸電技術的普及增強了電力系統各部分的耦合,單一故障可能引發連鎖反應,加重了系統的應對負荷和異常工況的能力負擔。面對極端天氣對電力系統造成的多重威脅,傳統的供電恢復和轉供決策方法已顯不足,急需創新技術以提高電網在極端條件下的應對能力和恢復效率。
3、針對上述的問題,目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
1、本發明實施例提供了一種災害條件下新型配電系統的緊急控制方法,以至少解決目前在處理極端天氣事件時不能實時調整供電策略以適應變化的電網狀態的技術問題。
2、根據本發明實施例的一個方面,提供了一種災害條件下新型配電系統的緊急控制方法,包括:獲取目標配電系統在災害條件下的狀態空間矩陣,其中,狀態空間矩陣表征目標配電系統在預設未來周期內的負荷信息、故障信息和狀態信息;基于狀態空間矩陣,通過預設的目標深度網絡模型,確定目標配電系統的初始控制策略,其中,目標深度網絡模型基于初始深度網絡模型訓練得到,初始深度網絡模型的架構為深度q網絡,初始控制策略包括目標配電系統中多個線路的開啟或關閉;基于預設的多個約束條件和目標函數,將初始控制策略作為初始解狀態,求解混合整數線性規劃問題,得到目標配電系統的目標控制策略;基于目標控制策略,對目標配電系統的線路進行控制。
3、可選地,目標函數的數學表達式如下:
4、,
5、其中,為目標配電系統中節點的負荷削減量,為節點的負荷重要性權重,為目標配電系統中線路開關的當前時刻狀態,為線路開關的上一時刻狀態,為線路開關的操作成本。
6、可選地,多個約束條件包括節點功率平衡約束、線路傳輸容量約束、節點電壓幅值約束、系統拓撲結構約束和開關操作限制約束。
7、可選地,獲取目標配電系統在災害條件下的狀態空間矩陣,包括:獲取目標配電系統的實時負荷數據、實時氣象數據、實時狀態參數、實時設備狀態和實時時間特征;基于實時負荷數據、實時氣象數據和實時時間特征,預測目標配電系統在預設未來周期內的未來負荷數據;基于實時氣象數據、實時狀態參數和實時設備狀態,預測目標配電系統在預設未來周期內的線路故障概率;基于未來負荷數據、線路故障概率,構建狀態空間矩陣。
8、可選地,基于實時負荷數據、實時氣象數據和實時時間特征,預測目標配電系統在預設未來周期內的未來負荷數據,包括:獲取目標配電系統在預設歷史周期內的歷史負荷數據、歷史氣象數據和歷史時間特征;構建初始負荷預測模型,其中,初始負荷預測模型為lstm長短時記憶模型;將歷史負荷數據、歷史氣象數據和歷史時間特征按照預設的比例劃分為訓練集、驗證集和測試集,并對初始負荷預測模型進行迭代訓練;直至驗證集對應的損失函數值在多個連續的訓練周期內的變化幅度小于預設閾值,停止訓練初始負荷預測模型,將最終的初始負荷預測模型作為目標負荷預測模型;將實時負荷數據、實時氣象數據和實時時間特征輸入到目標負荷預測模型中,得到未來負荷數據。
9、可選地,基于實時氣象數據、實時狀態參數和實時設備狀態,預測目標配電系統在預設未來周期內的線路故障概率,包括:獲取目標配電系統在預設歷史周期內的歷史氣象數據、歷史狀態參數、歷史設備狀態和初始故障樣本數據;通過合成少數類過采樣技術,對初始故障樣本數據進行過采樣,生成合成樣本數據;基于初始故障樣本數據和合成樣本數據,確定目標故障樣本數據;構建初始故障預測模型,其中,初始故障預測模型為lstm長短時記憶模型;基于歷史氣象數據、歷史狀態參數、歷史設備狀態和目標故障樣本數據,對初始故障預測模型進行訓練,直至模型收斂,得到目標故障預測模型;將實時氣象數據、實時狀態參數和實時設備狀態輸入到目標故障預測模型中,得到線路故障概率。
10、根據本發明實施例的另一方面,還提供了一種災害條件下新型配電系統的緊急控制裝置,包括:獲取模塊,用于獲取目標配電系統在災害條件下的狀態空間矩陣,其中,狀態空間矩陣表征目標配電系統在預設未來周期內的負荷信息、故障信息和狀態信息;確定模塊,用于基于狀態空間矩陣,通過預設的目標深度網絡模型,確定目標配電系統的初始控制策略,其中,目標深度網絡模型基于初始深度網絡模型訓練得到,初始深度網絡模型的架構為深度q網絡,初始控制策略包括目標配電系統中多個線路的開啟或關閉;求解模塊,用于基于預設的多個約束條件和目標函數,將初始控制策略作為初始解狀態,求解混合整數線性規劃問題,得到目標配電系統的目標控制策略;控制模塊,用于基于目標控制策略,對目標配電系統的線路進行控制。
11、根據本發明實施例的又一方面,還提供了一種非易失性存儲介質,非易失性存儲介質包括存儲的程序,其中,在程序運行時控制非易失性存儲介質所在設備執行上述中任意一項災害條件下新型配電系統的緊急控制方法。
12、根據本發明實施例的再一方面,還提供了一種計算機設備,計算機設備包括處理器,處理器用于運行程序,其中,程序運行時執行上述中任意一項災害條件下新型配電系統的緊急控制方法。
13、根據本發明實施例的再一方面,還提供了一種計算機程序產品,包括計算機程序,計算機程序被處理器執行時實現上述中任意一項災害條件下新型配電系統的緊急控制方法。
14、在本發明實施例中,采用災害條件下新型配電系統的緊急控制方法,通過獲取目標配電系統在災害條件下的狀態空間矩陣,其中,狀態空間矩陣表征目標配電系統在預設未來周期內的負荷信息、故障信息和狀態信息;基于狀態空間矩陣,通過預設的目標深度網絡模型,確定目標配電系統的初始控制策略,其中,目標深度網絡模型基于初始深度網絡模型訓練得到,初始深度網絡模型的架構為深度q網絡,初始控制策略包括目標配電系統中多個線路的開啟或關閉;基于預設的多個約束條件和目標函數,將初始控制策略作為初始解狀態,求解混合整數線性規劃問題,得到目標配電系統的目標控制策略;基于目標控制策略,對目標配電系統的線路進行控制,達到了在災害條件下的配電系統緊急控制策略的高效生成與優化的目的,從而實現了顯著改善電網在災害條件下的應對能力和恢復速度的技術效果,進而解決了目前在處理極端天氣事件時不能實時調整供電策略以適應變化的電網狀態的技術問題。
1.一種災害條件下新型配電系統的緊急控制方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述目標函數的數學表達式如下:
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述多個約束條件包括節點功率平衡約束、線路傳輸容量約束、節點電壓幅值約束、系統拓撲結構約束和開關操作限制約束。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述獲取目標配電系統在災害條件下的狀態空間矩陣,包括:
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述實時負荷數據、所述實時氣象數據和所述實時時間特征,預測所述目標配電系統在所述預設未來周期內的未來負荷數據,包括:
6.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述實時氣象數據、所述實時狀態參數和所述實時設備狀態,預測所述目標配電系統在所述預設未來周期內的線路故障概率,包括:
7.一種災害條件下新型配電系統的緊急控制裝置,其特征在于,包括:
8.一種非易失性存儲介質,其特征在于,所述非易失性存儲介質包括存儲的程序,其中,在所述程序運行時控制所述非易失性存儲介質所在設備執行權利要求1至6中任意一項所述災害條件下新型配電系統的緊急控制方法。
9.一種計算機設備,其特征在于,包括:存儲器和處理器,
10.一種計算機程序產品,包括計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至6中任意一項所述災害條件下新型配電系統的緊急控制方法。