一种配电网线损在线计算方法、系统、介质及计算机设备技术方案

本公开涉及电力系统运行管理技术领域，公开一种配电网线损在线计算方法，包括以下步骤：通过使用配电网历史数据进行潮流计算，基于计算结果建立训练集与测试集；构建配电网线损计算模型，使用训练集对在线计算模型进行离线训练；通过使用测试集对计算模型训练效果进行测试并输出为在线应用模型，计算配电网线损。本公开能够精确地、实时地计算配电网线损。实时地计算配电网线损。实时地计算配电网线损。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网线损在线计算方法、系统、介质及计算机设备


[0001]本专利技术涉及电力系统运行管理
，特别涉及一种配电网线损在线计 算方法、系统、介质及计算机设备。

技术介绍

[0002]线损率是衡量电力系统经济性及运行水平的一项重要指标，电力系统中大 多数损耗都发生在电压较低的配电网中。在我国配电网规模庞大结构复杂，随 着经济的发展，电负荷的不断增长使得配电网电能损耗问题日益突出，配电网 线损计算是监测和管理的重要依据，对配电网重构等调度起着决定性作用。因 此配电网线损计算的准确性非常重要，精准的线损计算不仅能优化电力网络设 计、提高电力系统运行的经济行，还对系统的安全性以及电能质量的提高具有 比较强的指导作用。
[0003]输电网结构相对简单、自动化程度较高，使用较为广泛的线损计算方法有 潮流计算法、均方根电流法、等值电阻法等。这些方法能够比较精确地计算输 电网线损。然而，配电网由于电压等级低、线路分布广、支路数较多、电气设 备组成复杂等原因，在输电网中得到广泛应用的多种计算线损方法并不能用于 配电网线损计算中去。并且大部分配电网自动化程度较低，在一个配电网中， 每一个节点的电气量采集间隔不尽相同，完成一次潮流计算的时间间隔取决于 采集间隔时间最大的一个节点，这使得精确地、实时地计算配电网线损十分困 难。
[0004]因此，如何提供一种配电网线损在线计算方法、系统及计算机设备，是目 前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了以解决现有技术中精确地、实时地计算配电网线损十 分困难的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出 了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素 或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以 此作为后面的详细说明的序言。
[0006]一方面，本申请提供一种配电网线损在线计算方法，包括以下步骤：
[0007]通过使用配电网历史数据进行潮流计算，基于计算结果建立训练集与测试 集；
[0008]构建配电网线损计算模型，使用训练集对在线计算模型进行离线训练；
[0009]通过使用测试集对计算模型训练效果进行测试并输出为在线应用模型，通 过在线应用模型，在线计算配电网线损。
[0010]可选地，所述通过使用配电网历史数据进行潮流计算的步骤，包括：并以 配电网中最大采集间隔时间为一个断面，确定配电网中每条支路的线损，进行 潮流计算。
[0011]可选地，所述基于计算结果建立训练集与测试集的步骤，包括：将每条支 路线损与其对应时刻的配电网历史数据共同组成训练集与测试集。
[0012]可选地，所述配电网中的电能来源包括根节点和/或分布式电源。
[0013]可选地，所述配电网的根节点包括上级变电站，所述分布式电源包括风力 发电设备和/或光伏发电设备。
[0014]可选地，所述通过使用配电网历史数据进行潮流计算的步骤，包括：通过 牛顿
‑
拉夫逊法利用历史数据进行潮流计算：
[0015]计算节点功率，计算公式如下：
[0016][0017]其中，P
b,t
为t时刻流经支路b的有功功率，为t时刻节点i的注入有功与无 功功率，I
b,t
为t时刻支路b的电流，R
b,t
为支路b的电阻，以及，
[0018]计算支路功率，计算公式如下：
[0019][0020]其中，为t时刻根节点注入功率，为t时刻节点i的分布式电源注入功 率，为t时刻节点i的负荷功率；以及，
[0021]计算支路线损功率，计算公式如下：
[0022][0023]其中，为t时刻支路ij上的线损功率，为t时刻支路ij的首节点注入功 率，为t时刻支路ij的末节点注入功率。
[0024]可选地，所述配电网中的节点电压满足：
[0025][0026]其中，U
i,t
为t时刻节点i的电压，R
b
为支路b上的阻抗；X
b
为支路b上的感 抗，P
b,t
为t时刻流经支路b的有功功率，Q
b,t
为t时刻流经支路b的无功功率。
[0027]可选地，所述构建配电网线损计算模型的步骤，包括：
[0028]通过内核岭回归实现配电网线损在线计算，引入内核方法到岭回归中，构 造内核岭回归模型；
[0029]通过使用矩阵求逆引理，将参数矩阵转化为内积的形式，计算引入内核之 后的计算模型参数。
[0030]可选地，所述通过内核岭回归实现配电网线损在线计算，引入内核方法到 岭回归中，构造内核岭回归模型的步骤，包括：
[0031]计算岭回归的损失函数，计算公式为：
[0032][0033]其中，Loss(A)为损失函数，A为参数矩阵，且A
T
＝(a1,a2,
…
,a
n
)，X＝(x1,x2…
x
n
) 为状态矩阵，Z＝(z1,z2…
z
n
)为预测矩阵，T表示矩阵转置；以及，
[0034]计算模型估计值，计算公式为：
[0035]A1＝(X
T
X+α
‑1I)
‑1X
T
Z
ꢀꢀꢀ
(6)
[0036]其中，A1为模型估计值，X＝(x1,x2…
x
n
)为状态矩阵，Z＝(z1,z2…
z
n
)为预测矩 阵，T表示矩阵转置，α表示超参数矩阵，I表示单位矩阵。
[0037]可选地，所述使用矩阵求逆引理的步骤，包括：
[0038]使用矩阵求逆引理：(E
‑
FH
‑1G)
‑1FH
‑1＝E
‑1F(H
‑
GE
‑1F)
‑1ꢀꢀꢀ
(7)。
[0039]可选地，所述将参数矩阵转化为内积的形式，计算引入内核之后的计算模 型参数的步骤，计算公式如下：
[0040][0041]其中，A2为引入内核之后的计算模型参数，β为权重参数矩阵，β
i
权重参 数矩阵中的元素，X＝(x1,x2…
x
n
)为状态矩阵，x
i
为状态矩阵中的元素，T为矩阵 转置。
[0042]另一方面，本申请提供一种配电网线损在线计算系统，包括：数据采集单 元、数据处理单元和在线计算单元；其中，
[0043]所述数据采集单元用于采集并记录配电网的历史数据；
[0044]所述数据处理单元内置如上任一项所述的配电网线损在线计算方法，通过 使用配电网历史数据进行潮流计算，建立训练集与测试集；构建配电网线损计 算模型，并使用训练集对计算模型进行离线训练；通过使用测试集对计算模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网线损在线计算方法，其特征在于，包括以下步骤：通过使用配电网历史数据进行潮流计算，基于计算结果建立训练集与测试集；构建配电网线损计算模型，使用训练集对在线计算模型进行离线训练；通过使用测试集对计算模型训练效果进行测试并输出为在线应用模型，通过在线应用模型，在线计算配电网线损。2.根据权利要求1所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述通过使用配电网历史数据进行潮流计算的步骤，包括：并以配电网中最大采集间隔时间为一个断面，确定配电网中每条支路的线损，进行潮流计算。3.根据权利要求1所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述基于计算结果建立训练集与测试集的步骤，包括：将每条支路线损与其对应时刻的配电网历史数据共同组成训练集与测试集。4.根据权利要求1所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述配电网中的电能来源包括根节点和/或分布式电源。5.根据权利要求4所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述配电网的根节点包括上级变电站，所述分布式电源包括风力发电设备和/或光伏发电设备。6.根据权利要求4所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述通过使用配电网历史数据进行潮流计算的步骤，包括：通过牛顿
‑
拉夫逊法利用历史数据进行潮流计算：计算节点功率，计算公式如下：其中，P
b,t
为t时刻流经支路b的有功功率，为t时刻节点i的注入有功与无功功率，I
b,t
为t时刻支路b的电流，R
b,t
为t时刻支路b的电阻，以及，计算支路功率，计算公式如下：其中，为t时刻根节点注入功率，为t时刻节点i的分布式电源注入功率，为t时刻节点i的负荷功率；以及，计算支路线损功率，计算公式如下：其中，为t时刻支路ij上的线损功率，为t时刻支路ij的首节点注入功率，为t时刻支路ij的末节点注入功率。7.根据权利要求6所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述配电网中的节点电压满足：其中，U
i,t
为t时刻节点i的电压，R
b
为支路b上的阻抗；X
b
为支路b上的感抗，P
b,t
为t时刻流经支路b的有功功率，Q
b,t
为t时刻流经支路b的无功功率。8.根据权利要求1所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述构建配电网线损
计算模型的步骤，包括：通过内核岭回归实现配电网线损在线计算，引入内核方法到岭回归中，构造内核岭回归模型；通过使用矩阵求逆引理，将参数矩阵转化为内积的形式，计算引入内核之后的计算模型参数。9.根据权利要求8所述的配电网线损在线计算方法，其特征在于，所述通过内核岭回归实现配电网线损在线计算，引入内核方法到岭回归中，构造内核岭回归模型的步骤，包括：计算岭回归的损失函数，计算公式为：其中，Loss(A)为损失函数，A为参数矩阵，且A
T
＝(a1,a2,
…
,a
n
)，X＝(x1,x2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华佳，张岩，曹文君，于丹文，李付存，张青青，王庆玉，张高峰，孙萌萌，秦佳峰，赵康，杨冬，王昕，苏永智，杨波，黄振宁，任杰，慈文斌，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：