输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法及装置，首先基于电力系统广域测量装置和输电线路实时监测设备采集输电线路参数，作为输电线路安全评估数据集；之后采用蒙特卡洛抽样法对数据集中的数据进行扩充，生成足够数量样本作为训练数据；基于样本数据计算输电线路安全风险指标；基于反距离权重插值法将其中的线路覆冰程度、线路周围环境温度对应的训练数据转换为热力图像。搭建MobileNet

【技术实现步骤摘要】
输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法及装置


[0001]本申请属于电力系统状态评估与优化控制领域，具体地讲，涉及一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法及装置。

技术介绍

[0002]随着输电线路规模的扩大，众多位于高海拔地区的输电线路面临着一系列电气和环境因素引发的断线倒塔的风险。但是现有技术多只针对安全风险识别开展研究，未深入研究基于环境信息等多维数据的风险趋优管控策略。目前急需一种将环境信息等多维数据考虑在内的输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法及装置，以至少解决当前现有技术多只针对安全风险识别开展研究，未深入研究基于环境信息等多维数据的风险趋优管控策略的问题。
[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法，包括：
[0005]基于电力系统广域测量装置和输电线路实时监测设备采集输电线路安全评估数据集；输电线路安全评估数据集包括：输电线路潮流、负荷、覆冰和周围环境温度；
[0006]采用蒙特卡洛抽样法对输电线路安全评估数据集进行扩充生成训练数据；
[0007]根据训练数据计算输电线路安全风险指标数据，安全风险指标数据包括：线路负载率、静态电压稳定性、线路覆冰程度以及线路周围环境温度；
[0008]根据反距离权重插值法将安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像；
[0009]搭建MobileNet
‑
V3卷积神经网络模型，使用热力图像作为输入训练MobileNet
‑
V3卷积神经网络模型并以安全风险指标数据作为输出；
[0010]将训练数据作为输入训练预先搭建的DBN模型，以安全风险指标数据作为输出；
[0011]将MobileNet
‑
V3卷积神经网络模型和训练后的DBN模型嵌入内点法中以实现趋优管控。
[0012]在一实施例中，采用蒙特卡洛抽样法对输电线路安全评估数据集进行扩充生成训练数据，包括：
[0013]获取训练数据在一年内的最大和最小值；
[0014]指定抽样的样本数量并基于蒙特卡洛抽样在训练数据的最大和最小值范围内随机抽样，使数据可以覆盖一年内可能发生的各种场景。
[0015]在一实施例中，根据训练数据计算输电线路安全风险指标数据，包括：
[0016]基于线路潮流的训练数据，线路负载率的计算公式为：
[0017][0018]式中，L为线路负载率；L
i
为线路i的潮流；L
i0
为线路i的最大潮流容量；
[0019]静态电压稳定性指标通过连续潮流法计算获得，其公式为：
[0020]maximizeλ
[0021]s.t.
[0022][0023][0024]式中，λ为静态电压稳定性裕度，约束为有功潮流方程约束和无功潮流方程约束。其中连续潮流法的计算过程是，沿着负荷增加的方向不断增加负荷和发电机出力，直至电压崩溃，此时增加的负荷比例为静态电压稳定裕度；
[0025]线路周围环境温度水平为：
[0026]T＝η
i
T
i
[0027]式中，T为基于环境温度的得到的安全风险值；T
i
为线路i周围的环境温度；η
i
为基于温度的覆冰厚度系数。
[0028]线路覆冰厚度风险指标为：
[0029][0030]式中，I为线路覆冰厚度风险；I
i
为基于输电线路图像识别的到的覆冰厚度；I
i0
为线路i额定的最大覆冰厚度。
[0031]在一实施例中，根据反距离权重插值法将安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像，包括：
[0032]反距离权重插值法的计算公式为：
[0033][0034][0035]式中，P
*
(s0)为s0点的估计值；N为待估计点周围参考点的数量；P(s
i
)为参考点s
i
的数值；λ
i
为参考点的权重；d
i
为参考点到待估计点的距离；b为权重指数；
[0036]根据反距离权重插值法的计算公式将安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像。
[0037]根据本申请的另一个方面，还提供了一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控装置，包括：
[0038]数据采集单元，用于基于电力系统广域测量装置和输电线路实时监测设备采集输电线路安全评估数据集；输电线路安全评估数据集包括：输电线路潮流、负荷、覆冰和周围环境温度；
[0039]训练数据扩展单元，用于采用蒙特卡洛抽样法对输电线路安全评估数据集进行扩充生成训练数据；
[0040]安全风险指标数据计算单元，用于根据训练数据计算输电线路安全风险指标数
据，安全风险指标数据包括：线路负载率、静态电压稳定性、线路覆冰程度以及线路周围环境温度；
[0041]热力图像生成单元，用于根据反距离权重插值法将安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像；
[0042]第一网络模型训练单元，用于搭建MobileNet
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V3卷积神经网络模型，使用热力图像作为输入训练MobileNet
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V3卷积神经网络模型并以安全风险指标数据作为输出；
[0043]第二网络模型训练单元，用于将训练数据作为输入训练预先搭建的DBN模型，以安全风险指标数据作为输出；
[0044]趋优管控单元，用于将MobileNet
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V3卷积神经网络模型和训练后的DBN模型嵌入内点法中以实现趋优管控。
[0045]在一实施例中，训练数据扩展单元包括：
[0046]极值获取模块，用于获取训练数据在一年内的最大值和最小值；
[0047]蒙特卡洛抽样模块，用于指定抽样的样本数量并基于蒙特卡洛抽样在训练数据的最大和最小值范围内随机抽样，使数据可以覆盖一年内可能发生的各种场景。
[0048]在一实施例中，安全风险指标数据计算单元包括：
[0049]线路潮流计算模块，用于基于线路潮流的训练数据，线路负载率的计算公式为：
[0050][0051]式中，L为线路负载率；L
i
为线路i的潮流；L
i0
为线路i的最大潮流容量；
[0052]静态电压稳定性计算模块，静态电压稳定性指标通过连续潮流法计算获得，其公式为：
[0053]maximizeλ
[0054]s.t.
[0055][0056][0057]式中，λ为静态电压稳定性裕度，约束为有功潮流方程约束和无功潮流方程约束。其中连续潮流法的计算过程是，沿着负荷增加的方向不断增加负荷和发电机出力，直至电压崩溃，此时增加的负荷比例为静态电压稳定裕度；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法，其特征在于，包括：基于电力系统广域测量装置和输电线路实时监测设备采集输电线路安全评估数据集；所述输电线路安全评估数据集包括：输电线路潮流、负荷、覆冰和周围环境温度；采用蒙特卡洛抽样法对所述输电线路安全评估数据集进行扩充生成训练数据；根据所述训练数据计算输电线路安全风险指标数据，所述安全风险指标数据包括：线路负载率、静态电压稳定性、线路覆冰程度以及线路周围环境温度；根据反距离权重插值法将所述安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像；搭建MobileNet
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V3卷积神经网络模型，使用所述热力图像作为输入训练MobileNet
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V3卷积神经网络模型并以安全风险指标数据作为输出；将所述训练数据作为输入训练预先搭建的DBN模型，以安全风险指标数据作为输出；将MobileNet
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V3卷积神经网络模型和训练后的DBN模型嵌入内点法中以实现趋优管控。2.根据权利要求1所述的输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法，其特征在于，所述采用蒙特卡洛抽样法对所述输电线路安全评估数据集进行扩充生成训练数据，包括：获取所述训练数据在一年内的最大和最小值；指定抽样的样本数量并基于蒙特卡洛抽样在所述训练数据的最大和最小值范围内随机抽样，使数据可以覆盖一年内可能发生的各种场景。3.根据权利要求1所述的输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法，其特征在于，所述根据所述训练数据计算输电线路安全风险指标数据，包括：基于线路潮流的训练数据，线路负载率的计算公式为：式中，L为线路负载率；L
i
为线路i的潮流；L
i0
为线路i的最大潮流容量；静态电压稳定性指标通过连续潮流法计算获得，其公式为：maximize λs.t.s.t.式中，λ为静态电压稳定性裕度，约束为有功潮流方程约束和无功潮流方程约束。其中连续潮流法的计算过程是，沿着负荷增加的方向不断增加负荷和发电机出力，直至电压崩溃，此时增加的负荷比例为静态电压稳定裕度；线路周围环境温度水平为：T＝η
i
T
i
式中，T为基于环境温度的得到的安全风险值；T
i
为线路i周围的环境温度；η
i
为基于温度的覆冰厚度系数。线路覆冰厚度风险指标为：
式中，I为线路覆冰厚度风险；I
i
为基于输电线路图像识别的到的覆冰厚度；I
i0
为线路i额定的最大覆冰厚度。4.根据权利要求1所述的输电线路静态电压稳定评估及趋优管控方法，其特征在于，所述根据反距离权重插值法将所述安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像，包括：反距离权重插值法的计算公式为：反距离权重插值法的计算公式为：式中，P
*
(s0)为s0点的估计值；N为待估计点周围参考点的数量；P(s
i
)为参考点s
i
的数值；λ
i
为参考点的权重；d
i
为参考点到待估计点的距离；b为权重指数；根据所述反距离权重插值法的计算公式将所述安全风险指标数据对应的训练数据转换为热力图像。5.一种输电线路静态电压稳定评估及趋优管控装置，其特征在于，包括：数据采集单元，用于基于电力系统广域测量装置和输电线路实时监测设备采集输电线路安全评估数据集；所述输电线路安全评估数据集包括：输电线路潮流、负荷、覆冰和周围环境温度；训练数据扩展单元，用于采用蒙特卡洛抽样法对所述输电线路安全评估数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：边海峰，张钧，王东，张沛，高嵩，张远博，苏峰，谢光龙，杨鹏云，王旭斌，张玥，代贤忠，张晨，柴玉凤，王大玮，张琛，田鑫，朱瑞，韩新阳，靳晓凌，李龙，李健，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司国网辽宁省电力有限公司国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：