一种基于边缘计算的逐层负荷建模方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于边缘计算的负荷逐层建模方法和系统。所述方法和系统通过设置在配电变电站和不同电压等级输电变电站侧的边缘计算服务器，按照电压等级从低到高的顺序，结合主网信息和下一级电压变电站确定的负荷模型和参数逐层辨识高一电压等级变电站的负荷模型及参数，将最终辨识结果实时上传至电网调度平台，所述方法和系统高效解决电力系统无法求解的复杂计算任务，减少边缘端与调度侧的数据通信，增加系统的安全可靠性，并为电网的实时调度与运行决策提供更精确的负荷特性模型。

A layer by layer load modeling method and system based on edge computing

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的逐层负荷建模方法和系统
本专利技术涉及边缘计算领域,并且更具体地，涉及一种基于边缘计算的逐层负荷建模方法和系统。
技术介绍
负荷建模对维持电网安全稳定运行和提高用户供电可靠性有着重大意义，负荷模型一般来说可以分为静态模型、机理动态模型和非机理动态模型，其中机理动态模型可以用于描述电压或频率较快变化时的负荷特性，有利于协助电力系统维持暂态稳定、小扰动稳定和电压稳定。目前,负荷模型的参数辨识方法有很多种,但均需要海量的数据作为支撑(例如,综合统计法和总体测辨法)，某些只需小样本数据的方法(例如，故障仿真法)，但是存在严重的局限性。此外，电力系统是一个分层结构，从居民负荷、工业负荷、商业负荷到配电变电站，从配电变电站到输电变电站，从输电变电站到发电厂和调度中心，负荷数据需要利用智能终端采集而逐级上传，最终在调度中心利用统计综合法得到负荷模型和参数，这种方法显然会对通信网络带来很大负担，同时，也会面对数据私密问题的挑战，而且无法实现负荷参数的在线辨识。因此，需要一种技术以减少负荷数据逐层上报给通信网络带来的负担，保证数据安全性，并实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的逐层负荷建模方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1、配电变电站采集用电采集系统和电力营销业务系统的电力信息，并将所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息传输至配电变电站侧边缘计算服务器；/n步骤2、所述配电变电站侧边缘计算服务器根据所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息确定低电压等级负荷的模型和参数；/n步骤3、同一电压等级配电变电站侧的边缘计算服务器之间进行数据共享与协同，并上传所述低电压等级负荷模型和参数信息至第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器，其中，1≤i≤n，n为输电变压器电压等级数，第i个电压等级的电压小于第i+1个电压等级的电压；/n步骤...

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的逐层负荷建模方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、配电变电站采集用电采集系统和电力营销业务系统的电力信息，并将所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息传输至配电变电站侧边缘计算服务器；
步骤2、所述配电变电站侧边缘计算服务器根据所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息确定低电压等级负荷的模型和参数；
步骤3、同一电压等级配电变电站侧的边缘计算服务器之间进行数据共享与协同，并上传所述低电压等级负荷模型和参数信息至第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器，其中，1≤i≤n，n为输电变压器电压等级数，第i个电压等级的电压小于第i+1个电压等级的电压；
步骤4、第i个电压等级的输电变电站从电网调度平台采集主网信息，并将所述主网信息传输至第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器；
步骤5、所述第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器根据所述主网信息，以及接收的第i-1个电压等级负荷的模型和参数确定第i个电压等级负荷的模型和参数，其中，当i＝1时，所述第i-1个电压等级负荷的模型和参数是配电变电站侧边缘计算服务器上传的低电压等级负荷的模型和参数；当1＜i≤n时，所述第i-1个电压等级负荷的模型和参数是第i-1个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器计算确定的负荷的模型和参数；
步骤6、第i个电压等级输电变电站侧的边缘计算服务器之间进行数据共享与协同；
步骤7、当i＝n时，所述第i个电压等级输电变电站侧的连续边缘计算服务器将其确定的负荷模型和参数上传至电网调度平台；
步骤8、当1≤i＜n时，所述第i个电压等级输电变电站侧的连续边缘计算服务器将其确定的负荷模型和参数上传至第i+1个电压等级输电变电站侧的边缘计算服务器。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配电变电站采集用电采集系统和电力营销业务系统的电力信息，并将所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息传输至配电变电站侧边缘计算服务器包括：
配电变电站综合自动化系统采集用电采集系统获取的终端负荷及分布式电源的实时电压、电流、有功采样值和无功采样值；
配电变电站综合自动化系统采集电力营销业务系统中的参考负荷模型数据和负荷比例；
配电变电站综合自动化系统将采集的信息和配电变电站综合自动化系统中的配电网模型及参数，拓扑及图形以报文形式传输至配电变电站侧边缘计算服务器。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述配电变电站侧边缘计算服务器根据所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息确定低电压等级负荷模型和参数包括：
配电变电站侧边缘计算服务器对以报文形式传输的所述电力信息和配电变电站综合自动化系统的信息进行解析，分别得到参考负荷模型数据和负荷比例，配电网的拓扑结构，以及终端负荷及分布式电源的实时电压、电流、有功采样值和无功采样值；
配电变电站侧边缘计算服务器将负荷模型数据和负荷比例作为初始参考值，结合配电网的拓扑结构，对终端负荷及分布式电源的实时电压、电流、有功采样值和无功采样值进行深度神经网络模型训练，得到低电压等级负荷的模型及参数；
将低电压等级负荷模型及参数保存在配电变电站侧边缘计算服务器中，并通过采样得到的终端负荷及分布式电源的实时电压、电流、有功采样值和无功采样值不断对低电压等级负荷模型及参数实时更新、修正。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i个电压等级的输电变电站从电网调度平台采集主网信息，并将所述主网信息传输至第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器包括：
所述第i个电压等级的输电变电站的综合自动化系统从电网调度平台采集主网信息，所述主网信息包括主网模型及参数、拓扑及图形、主网节点电压、电流、有功采样值和无功采样值；
所述第i个电压等级的输电变电站的综合自动化系统利用以太网通信，将所述主网信息以报文形式传输至第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器根据所述主网信息，以及接收的第i-1个电压等级负荷的模型和参数确定第i个电压等级负荷的模型和参数包括：
第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器对以报文形式传输的主网信息进行解析，获取主网模型及参数、拓扑及图形、主网节点电压、电流、有功采样值和无功采样值；
第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器结合主网模型及参数、拓扑及图形，以及接收的第i-1个电压等级负荷的模型和参数，对主网节点电压、电流、有功采样值和无功采样值进行深度神经网络模型训练，得到第i个电压等级的负荷模型及参数；
将第i个电压等级的负荷模型及参数保存在第i个电压等级的输电变电站侧边缘计算服务器中，并根据主网节点电气量采样值、以及实时传输上来的第i-1个电压等级的负荷模型及参数对第i个电压等级的负荷模型及参数实时更新、修正。


6.一种基于边缘计算的逐层负荷建模系统，其特征在于，所述系...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋彦翃，黄彦浩，王琦，王铃宽，贾俊川，仲悟之，孙华东，郭强，李柏青，张俊，王飞跃，吕晨，林伟芳，赵岩，高嵩，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，武汉大学，中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11