一种电力系统暂态样本数据提取方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统暂态样本数据提取方法及系统，将获取的电力系统设置参数输入至预先建立的仿真系统模型中，生成评估模型；利用机器学习算法提取所述评估模型中的电力系统暂态样本数据。本计算程序实现了在暂态稳定数据文本文件中自动批量生成和修改计算输入数据卡，并自动调用程序完成仿真工作，减轻了生成仿真数据的工作量，使用效果良好，明显提高工作效率。

A method and system for extracting transient sample data in power system

The invention relates to a method and system for extracting transient sample data of power system, which inputs the acquired parameters of power system setting into a pre-established simulation system model to generate an evaluation model, and extracts transient sample data of power system in the evaluation model by using machine learning algorithm. The program realizes the automatic batch generation and modification of the input data card in the text file of transient stability data, and automatically calls the program to complete the simulation work, which reduces the workload of generating simulation data, has good effect and obviously improves the work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统暂态样本数据提取方法及系统
本专利技术涉及电力大数据分析领域，具体涉及一种电力系统暂态样本数据提取方法及系统。
技术介绍
基于大数据理论分析中，研究人员常常会遇到暂态失稳样本少、制造样本困难和特征提取难等问题。在电力系统暂态稳定分析中，如何获取样本成为一个比较难的问题，原因在于以下几点：(1).电力系统真实数据中，失稳样本少、稳定样本多，导致样本不均衡，训练效果不佳。这种情况也存在于仿真过程中；(2).仿真软件多，不同的仿真软件对应不同的批量制造样本的程序。对于MATLAB和其他科学计算程序编写的示例中，其优点是开源，可以方便更改系统内部细节，以及控制输出数据，缺点是由于原件建模不能及时更新，导致系统并不能反映真实电力系统的准确特征。PSD-BPA和PSASP，是国内进行电力系统计算和分析稳定的2个主流软件。在制造样本方面，PSD-BPA的优点在于已经封装了成熟的批量处理程序包，但是正是由于其封装成熟，在批量制造样本时，需要反复不断去更新故障卡及负荷水平等数据。PSASP的优点在于具有良好的可视化界面，可以方便鼠标点击操作，但是其接口开放少，不利于外部程序调用。由此可知，随着人工智能算法和硬件条件的不断成熟，基于主流电力系统仿真软件自动生成暂态稳定分析用的大数据样本是急需解决的问题。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种电力系统暂态样本数据提取方法及系统，克服现有技术中的失稳样本少、稳定样本多，导致样本不均衡，训练效果不佳的缺点。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种电力系统暂态稳定样本数据提取方法，其改进之处在于：获取电力系统的潮流数据；在预先设定的仿真场景条件下将所述潮流数据生成对应的稳定输出文件；对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据。进一步地：所述在预先设定的仿真场景条件下将所述电力系统的潮流数据生成对应的稳定输出文件，包括：在预先设定的仿真场景条件下将所述获取的电力系统的潮流数据生成对应的潮流数据文件；通过潮流状况自动生成算法遍历所述潮流数据文件对应的潮流库文件；基于所述预先设定的仿真场景条件下的故障类型生成暂态文件批量计算文件；根据所述潮流库文件对暂态文件批量计算文件进行暂态批处理计算，生成暂态文件批量计算文件对应的稳定输出文件。进一步地：所述在预先设定的仿真场景条件下将所述电力系统的潮流数据生成对应的潮流数据文件，包括：将所述电力系统的潮流数据生成所需的负荷水平文件，并将所述负荷水平文件生成电力系统设置参数中不同数据相应的潮流计算文件。进一步地：在所述调用PSD-BPA仿真软件对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据之后，还包括：对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化。进一步地：所述对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化包括：对所述电力系统暂态样本数据进行平衡性验证；在电力系统暂态样本数据与失稳样本极度不平衡时，对仿真的潮流数据设置并进行预测分类，若其预测结果属于失稳样本大的一方则放弃本次仿真，进行下一次仿真的潮流数据设置。进一步地：在所述对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化之后还包括：对优化后的电力系统暂态样本数据通过Python语言对其进行汇总，并按照预先设定的数据格式存储汇总后的电力系统暂态样本数据。进一步地：所述预先设定的仿真场景条件包括潮流状态、故障类型和预计控制策略仿真场景条件。进一步地：所述故障类型包括N-1故障和N-2故障。进一步地：所述在预先设定的仿真场景条件下将所述电力系统设置参数生成对应的稳定输出文件和对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据基于PSD-BPA仿真软件实现。进一步地：所述电力系统的潮流数据包括：发电和负荷数据。本专利技术还提供一种电力系统暂态样本数据提取系统，其改进之处在于：获取模块，用于获取电力系统的潮流数据；生成模块，用于在预先设定的仿真场景条件下将所述电力系统的潮流数据生成对应的稳定输出文件；提取模块，用于对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据。进一步地：所述生成模块，包括：第一产生单元，用于在预先设定的仿真场景条件下将所述获取的电力系统的潮流数据生成对应的潮流数据文件；第二产生单元，用于通过潮流状况自动生成算法遍历所述潮流数据文件对应的潮流库文件；第三产生单元，用于基于所述预先设定的仿真场景条件下的故障类型生成暂态文件批量计算文件；第四产生单元，用于根据所述潮流库文件对暂态文件批量计算文件进行暂态批处理计算，生成暂态文件批量计算文件对应的稳定输出文件。进一步地：所述第一产生单元，包括：第一调用子单元，用于将所述电力系统的潮流数据生成所需的负荷水平文件；第二调用子单元，用于将所述负荷水平文件生成电力系统的潮流数据中不同数据相应的潮流计算文件。进一步地：还包括优化模块，用于在对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据之后，对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化。进一步地：所述优化模块，包括：验证单元，用于对所述电力系统暂态样本数据进行平衡性验证；去除单元，用于利用机器学习算法对所述验证后的电力系统暂态样本数据进行预测，将大于预设故障集的多余电力系统暂态样本数据去除。进一步地：还包括存储模块，用于在对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化之后，对优化后的电力系统暂态样本数据通过Python语言对其进行汇总，并按照预先设定的数据格式存储汇总后的电力系统暂态样本数据。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有的有益效果是：本专利技术采用：获取电力系统的潮流数据；在预先设定的仿真场景条件下将所述潮流数据生成对应的稳定输出文件；对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据。针对电网故障模拟仿真的四个环节(潮流状态设定、潮流计算、暂态计算、数据提取)，在预先设定的仿真场景条件下通过仿真使得初始故障参数设置更加偏向于样本量较少的一方，使生成的稳定和失稳样本比例更加平衡，更加有利于训练更加丰富、多元、平衡的样本集，克服现有技术中的失稳样本少、稳定样本多，导致样本不均衡，训练效果不佳的缺点，减轻了多故障仿真时的重复工作带来的繁重工作量，并在潮流状态设定、暂态计算和数据提取三个方面实现自定义设定，充分考虑仿真需求的多样性。附图说明图1是本专利技术提供的BPA暂态稳定计算流程图；图2是本专利技术提供的电力系统暂态样本数据提取方法的简易流程图；图3是本专利技术提供的Pyhton调用BPA程序实现样本自动生成流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本专利技术的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统暂态稳定样本数据提取方法，其特征在于：获取电力系统的潮流数据；在预先设定的仿真场景条件下将所述潮流数据生成对应的稳定输出文件；对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统暂态稳定样本数据提取方法，其特征在于：获取电力系统的潮流数据；在预先设定的仿真场景条件下将所述潮流数据生成对应的稳定输出文件；对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据。2.如权利要求1所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：所述在预先设定的仿真场景条件下将所述电力系统的潮流数据生成对应的稳定输出文件，包括：在预先设定的仿真场景条件下将所述获取的电力系统的潮流数据生成对应的潮流数据文件；遍历所述潮流数据文件生成对应的潮流库文件；基于所述预先设定的仿真场景条件下的故障类型生成暂态文件批量计算文件；根据所述潮流库文件对暂态文件批量计算文件进行暂态批处理计算，生成暂态文件批量计算文件对应的稳定输出文件。3.如权利要求2所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：所述在预先设定的仿真场景条件下将所述电力系统的潮流数据生成对应的潮流数据文件，包括：将所述电力系统的潮流数据生成所需的负荷水平文件，并将所述负荷水平文件生成电力系统设置参数中不同数据相应的潮流计算文件。4.如权利要求1所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：在对所述稳定输出文件进行暂态批处理，提取电力系统暂态稳定样本数据之后，还包括：对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化。5.如权利要求4所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：所述对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化包括：对所述电力系统暂态样本数据进行平衡性验证；在电力系统暂态样本数据与失稳样本极度不平衡时，对仿真的潮流数据设置并进行预测分类，若其预测结果属于失稳样本大的一方则放弃本次仿真，进行下一次仿真的潮流数据设置。6.如权利要求4所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：在所述对所述产生的电力系统暂态样本数据进行优化之后还包括：对优化后的电力系统暂态样本数据通过Python语言对其进行汇总，并按照预先设定的数据格式存储汇总后的电力系统暂态样本数据。7.如权利要求2或3所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：所述预先设定的仿真场景条件包括潮流状态、故障类型和预计控制策略仿真场景条件。8.如权利要求7所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：所述故障类型包括N-1故障和N-2故障。9.如权利要求2所述的电力系统暂态样本数据提取方法，其特征在于：所述在...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯金秀，鲁广明，于之虹，田蓓，张爽，谢昶，顾雨嘉，杨熠鑫，史东宇，孔德全，马军，高波，马天东，苏明昕，戴红阳，吕颖，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，国网宁夏电力有限公司银川供电公司，国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11