一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法技术

本发明专利技术提供一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，采用K‑means算法对负荷进行分类，生成样本集，构建深度信念网络(DBN)，深入挖掘输入特征参数与台区换相开关状态之间的复杂关联关系，使用样本集对深度信念网络进行训练得到台区换相开关控制模型，最终应用于换相开关的智能控制策略。本发明专利技术提供一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，以暂态电流曲线作为负荷分类依据，在投切负荷时优先选择暂态电流幅值较小负荷对应的换相开关，在治理台区三相不平衡的同时保证台区安全稳定运行；利用深度学习技术，挖掘台区运行情况与最优换相策略之间的潜在深层关系，形成台区最优换相策略发现机制，实现换相开关控制策略快速确定。

An intelligent control method of phase change switch used for three-phase imbalance control in substation area

【技术实现步骤摘要】
一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法
本专利技术涉及台区三相不平衡治理
，更具体的，涉及一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法。
技术介绍
我国存在大量低压配电台区，分布在全国各个地市，且供电模式大多为三相供电。由用户特性决定，低压配电台区下辖负荷多为单相负荷，同时存在少量三相负荷。由于负荷接入不均、用户用电特点存在差异等原因，低压配电台区各相负荷在绝大多时间处于不平衡状态，使得整个低压配电台区存在三相不平衡现象。三相不平衡会给台区带来许多问题，如变压器和线路损耗增加、重载相电压降低，轻载相电压升高，从而对用电设备造成不利影响、变压器运行效率与过载能力降低、变压器涡流损耗增加，运行温度升高，使用寿命降低等。因此，台区三相不平衡治理是一项重要工作，是实现台区经济安全运行的必要条件。有多种台区三相不平衡治理方法，其中人工调整相序、无功补偿、三相负荷不对称调补等方法因不够灵活、设备及人工成本高昂等原因，已逐渐停止使用，目前最常用的三相不平衡治理措施为安装低压负荷换相开关。换相开关通常安装在变压器低压侧，能够监测线路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：以不同换相开关所接负荷在换相时产生的换相暂态电流曲线为依据，采用K-means算法对不同负荷的换相暂态电流曲线进行聚类分析，从而将N个换相开关按其所接负荷的换相暂态电流曲线分为k类，并进行排序；/nS2：统计台区下安装的N个换相开关的各线路电流值I

【技术特征摘要】
1.一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以不同换相开关所接负荷在换相时产生的换相暂态电流曲线为依据，采用K-means算法对不同负荷的换相暂态电流曲线进行聚类分析，从而将N个换相开关按其所接负荷的换相暂态电流曲线分为k类，并进行排序；
S2：统计台区下安装的N个换相开关的各线路电流值I1、I2、……、IN和台区出线的A、B、C三相电流值IA、IB、IC的历史数据；选取若干组历史数据，制定换相开关控制策略，形成换相开关控制策略样本集，供后续深度学习模型训练；
S3：将S2中生成的样本集数据划分为训练样本集和测试样本集；
S4：搭建深度信念网络DBN，将IA、IB、IC，以及I1、I2、…、IN作为所述DBN的输入；所述DBN的输出为各换相开关动作标志：χi，i＝1,2,L,N；
S5：获取所述DBN的初始结构参数，包括输入显层和输出显层的节点数、隐层数和隐层节点数；输入所述训练样本集并采用贪婪学习算法对所述DBN进行无监督逐层预训练，最终更新各个受限玻尔兹曼机RBM的层间连接权值W、可见层的偏置b以及隐藏层的偏置c，完成所述DBN的预训练过程；
S6：采用梯度下降BP算法对预训练后的所述DBN的均方误差函数L(θ)进行有监督整体精调；所述DBN经过充分训练后，得到待验证的台区换相开关智能控制策略模型；
S7：将测试样本集输入待验证的模型，检验换相开关状态输出值与实际值之间的误差值U是否在预设误差范围内，若否则返回S5，继续进行训练以提高模型精度；若是则得到台区换相开关控制模型，用于在线决策并控制台区换相开关。


2.根据权利要求1所述的一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，其特征在于，所述K-means算法具体包括以下步骤：
S1.1：设定换相暂态电流曲线的聚类数目为k，随机对k个聚类中心进行初始化，得到初始聚类中心；输入N个换相开关所接负荷的换相暂态电流曲线作为样本数据Xj，j＝1,2,L,N；
S1.2：计算Xj与每个聚类中心的距离，将Xj归到距离最近的聚类中心对应的类中，计算公式为：
dist(ωi,Xj)＝||Xj-ωi||2
式中，ωi，i＝1,2,L,k表示第i个聚类中心，dist(ωi,Xj)表示聚类中心与样本数据的距离；
S1.3：计算每个类中的Xj的均值，将计算结果作为新的聚类中心，计算公式为：



S1.4：重复S1.2、1.3，直至聚类中心不再变化或者变化很小，从而将换相开关按其所接负荷的换相暂态电流曲线分为k类。


3.根据权利要求2所述的一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，其特征在于，S1中排序规则为暂态电流幅值最小的换相开关处于序列前端，类内换相开关同样按暂态电流幅值大小进行升序排序。


4.根据权利要求1所述的一种用于台区三相不平衡治理的换相开关智能控制方法，其特征在于，S2制定换相开关控制策略具体包括以下步骤：
S2.1：初始化系统参数，令t＝0，num＝0，其中t为系统计时器，num为三相电流不平衡度超限次数；设定三相电流监测周期T，给定三相电流不平衡度最大允许值δ和允许超限次数n；
S2.2：当t＝T时，计算台区平均电流Iave和三相不平衡度η，计算公式为：






S2.3：判断η是否超过δ，若未超过，则重置t＝0，返回S2.2；若超过，则执行S2.4；
S2.4：计算A、B、C三相电流与平均电流之差ΔIA、ΔIB、ΔIC，计算公式为：
ΔIA＝IA-Iave
ΔIB＝IB-Iave
ΔIC＝IC-Iave；
S2.5：根据S2.4的计算结果控制换相开关进行负荷调整；
S2.6：判断换相后的η是否低于δ，若否，则继续执行S2.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国伟，朱广名，朱子坤，陈宏辉，杨永，陈阅，王青之，曹陈生，陈童，邓刘毅，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司茂名供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44