有源配电网模型构建方法、装置、终端及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力计量技术领域，尤其涉及一种有源配电网模型构建方法、装置、终端及存储介质，本发明专利技术方法首先获取多个第一数据集；然后对所述多个第一数据集中的每个数据集，通过对多个波形分别进行波形变换的方式，构建第二数据集；接着基于谐波频次，从所述多个第二数据集中分别抽取谐波向量进行聚类，获得包括有多个聚类中心向量的聚类数据集；最后构建主电源、分布式电源以及负荷的线性关系模型，利用对应多个谐波频次的聚类数据集分别对模型进行求解，获得对应不同谐波频次的配电网模型。本发明专利技术实施方式模型复杂度低，精度好，容易求解模型参数。解模型参数。解模型参数。

【技术实现步骤摘要】
有源配电网模型构建方法、装置、终端及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统及其自动化
，尤其涉及一种有源配电网模型构建方法、装置、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]有源配电网是指大量接入分布式电源、功率双向流动的配电网，又称主动配电网。有源配电网的一个典型特征是分布式电源在配电网的接入比重逐渐增大。且随着新能源发电形式诸如风力发电、太阳能发电技术的不断走向成熟，分布式发电的装机规模高速发展、低压并网比重提升、局部地区渗透率超高。
[0003]面对有源配电网新的形势，尤其是分布式电源渗透率逐步增加带来的电能质量和线损的变化，有必要提出一种有源配电网模型构建方法，分析高渗透率的分布式电源给电网带来的影响，从而采取有效的调整措施，以提高供电的电能质量和可靠性，降低线损。
[0004]基于此，需要开发设计出一种有源配电网模型构建方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施方式提供了一种有源配电网模型构建方法、装置、终端及存储介质，用于解决现有技术中有源配电网大量分布式电源接入后不易对电网潮流进行准确分析的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施方式提供了一种有源配电网模型构建方法，包括：
[0007]获取多个第一数据集，其中，第一数据集包括表征主电源电压波形、表征分布式电源电压波形、表征负载电流波形以及表征负载电压波形的多个数组；
[0008]对所述多个第一数据集中的每个数据集，通过对多个波形分别进行波形变换的方式，构建第二数据集，其中，第二数据集包括对应多个谐波频次的多个谐波向量，谐波向量包括有对应不同设备的谐波元素；
[0009]基于谐波频次，从所述多个第二数据集中分别抽取谐波向量进行聚类，获得包括有多个聚类中心向量的聚类数据集；
[0010]构建主电源、分布式电源以及负荷的线性关系模型，利用对应多个谐波频次的聚类数据集分别对模型进行求解，获得对应不同谐波频次的配电网模型。
[0011]在一种可能实现的方式中，所述对所述多个第一数据集中的每个数据集，通过对多个波形分别进行傅里叶变换的方式，构建第二数据集，包括：
[0012]根据所述主电源的电压波形数据集获取基波频率；
[0013]初始化谐波频次；
[0014]对数据集中的多个数组，分别根据所述谐波频次以及第一公式，提取谐波幅值，其中，所述第一公式为：
[0015][0016]式中，Amp(n)为对应第n次谐波的谐波幅值，Wdata(m)为波形数组的第m个数据，M为波形数组中数据的总数量，e为自然常数，j为虚数单位，ω0为基波频率；
[0017]按照预设的设备顺序，对多个谐波幅值进行排序，构建谐波向量；
[0018]将所述谐波向量加入到第二数据集中；
[0019]若谐波频次未达到谐波阈值，则调整所述谐波频次并跳转至所述谐波幅值提取步骤。
[0020]在一种可能实现的方式中，所述基于谐波频次，从所述多个第二数据集中分别抽取谐波向量进行聚类，获得包括有多个聚类中心向量的聚类数据集，包括：
[0021]对于每个谐波频次，执行如下步骤：
[0022]从所述多个第二数据集中提取对应谐波频次的多个谐波向量，作为多个待聚类向量；
[0023]从所述多个待聚类向量中随机指定预设分类数量的多个向量，作为多个临时聚类中心；
[0024]距离确定步骤：对于每个待聚类向量，根据第二公式分别计算与所述多个临时聚类中心的距离，其中，所述第二公式为：
[0025][0026]式中，Distance(k)为待聚类向量与第k个临时聚类中心的距离，Vetcor(a)为待聚类向量的第a个元素，Ccenterk()为第k个临时聚类中心的第a个元素，A为待聚类向量元素的总数量；
[0027]对于每个待聚类向量，加入距离最小的临时聚类中心所在的类；
[0028]对于多个类中的每个类，选择与类中其他多个向量距离和最小的向量作为聚类中心向量；
[0029]计算每个类中聚类中心向量与临时聚类中心的距离，获得多个中心距离；
[0030]若多个中心距离的和大于阈值，则将多个聚类中心向量作为多个临时聚类中心，并跳转至所述距离确定步骤；
[0031]否则，将多个聚类中心向量加入到聚类数据集。
[0032]在一种可能实现的方式中，所述构建主电源、分布式电源以及负荷的线性关系模型，利用对应多个谐波频次的聚类数据集分别对模型进行求解，获得对应不同谐波频次的配电网模型，包括：
[0033]获取线性关系模型，其中，所述线性关系模型表征主电源电压、分布式电源电压、负载电流以及负载电压的之间的关系；
[0034]对于每个聚类数据集，执行如下步骤：
[0035]将聚类数据集中的多个聚类中心向量代入到线性关系模型中，获得关于所述线性关系模型中多个参数的方程组；
[0036]初始化多个临时参数数组和步距值，其中，临时参数数组包括对应所述多个参数的临时参数；
[0037]将所述多个临时参数数组分别代入所述方程组；
[0038]获取对应所述多个临时参数数组的多个数据残差；
[0039]将所述多个数据残差加入对应多个临时参数数组的多个残差向量；
[0040]若未达到预设迭代次数，则根据所述多个残差向量以及所述步距值，调整所述多个临时参数数组，并跳转至所述参数代入步骤；
[0041]否则，从所述多个残差向量中选择残差最小的元素所对应的临时参数数组作为目标数组，以及，将所述目标数组的多个数据代入到所述线性关系模型中，获得配电网模型。
[0042]在一种可能实现的方式中，所述线性关系模型为：
[0043][0044]式中，w
mp
为主电源参数，U
mp
为主电源电压谐波幅值，U
load
(d)为第d个负载的电压谐波幅值，w
b
为第b个分布式电源参数，U
dp
(b)为第b个分布式电源电压谐波幅值，B为分布式电源的总数量，c为偏置常数，I
load
为负载电流谐波幅值。
[0045]在一种可能实现的方式中，所述根据所述多个残差向量以及所述步距值，调整所述多个临时参数数组，包括：
[0046]对于每个临时参数数组，执行如下步骤：
[0047]根据第三公式、对应临时参数数组的残差向量以及所述步距值，调整临时参数数组，其中，所述第三公式为：
[0048][0049]式中，Wtemp(b)为参数数组的第b个参数，Res(t)为残差向量的第t个元素，Dis为步距值。
[0050]在一种可能实现的方式中，所述预设分类数量根据线性关系模型中的参数数量确定。
[0051]第二方面，本专利技术实施方式提供了一种有源配电网模型构建装置，用于实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的有源配电网模型构建方法，所述有源配电网模型构建装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网模型构建方法，其特征在于，包括：获取多个第一数据集，其中，第一数据集包括表征主电源电压波形、表征分布式电源电压波形、表征负载电流波形以及表征负载电压波形的多个数组；对所述多个第一数据集中的每个数据集，通过对多个波形分别进行波形变换的方式，构建第二数据集，其中，第二数据集包括对应多个谐波频次的多个谐波向量，谐波向量包括有对应不同设备的谐波元素；基于谐波频次，从所述多个第二数据集中分别抽取谐波向量进行聚类，获得包括有多个聚类中心向量的聚类数据集；构建主电源、分布式电源以及负荷的线性关系模型，利用对应多个谐波频次的聚类数据集分别对模型进行求解，获得对应不同谐波频次的配电网模型。2.根据权利要求1所述的有源配电网模型构建方法，其特征在于，所述对所述多个第一数据集中的每个数据集，通过对多个波形分别进行傅里叶变换的方式，构建第二数据集，包括：根据所述主电源的电压波形数据集获取基波频率；初始化谐波频次；对数据集中的多个数组，分别根据所述谐波频次以及第一公式，提取谐波幅值，其中，所述第一公式为：式中，Amp(n)为对应第n次谐波的谐波幅值，Wdata(m)为波形数组的第m个数据，M为波形数组中数据的总数量，e为自然常数，j为虚数单位，ω0为基波频率；按照预设的设备顺序，对多个谐波幅值进行排序，构建谐波向量；将所述谐波向量加入到第二数据集中；若谐波频次未达到谐波阈值，则调整所述谐波频次并跳转至所述谐波幅值提取步骤。3.根据权利要求1所述的有源配电网模型构建方法，其特征在于，所述基于谐波频次，从所述多个第二数据集中分别抽取谐波向量进行聚类，获得包括有多个聚类中心向量的聚类数据集，包括：对于每个谐波频次，执行如下步骤：从所述多个第二数据集中提取对应谐波频次的多个谐波向量，作为多个待聚类向量；从所述多个待聚类向量中随机指定预设分类数量的多个向量，作为多个临时聚类中心；距离确定步骤：对于每个待聚类向量，根据第二公式分别计算与所述多个临时聚类中心的距离，其中，所述第二公式为：式中，Distance(k)为待聚类向量与第k个临时聚类中心的距离，Vetcor(a)为待聚类向
量的第a个元素，Ccenterk()为第k个临时聚类中心的第a个元素，A为待聚类向量元素的总数量；对于每个待聚类向量，加入距离最小的临时聚类中心所在的类；对于多个类中的每个类，选择与类中其他多个向量距离和最小的向量作为聚类中心向量；计算每个类中聚类中心向量与临时聚类中心的距离，获得多个中心距离；若多个中心距离的和大于阈值，则将多个聚类中心向量作为多个临时聚类中心，并跳转至所述距离确定步骤；否则，将多个聚类中心向量加入到聚类数据集。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的有源配电网模型构建方法，其特征在于，所述构建主电源、分布式电源以及负荷的线性关系模型，利用对应多个谐波频次的聚类数据集分别对模型进行求解，获得对应不同谐波频次的配电网模型，包括：获取线性关系模型，其中，所述线性关系模型表征主电源电压、分布式电源电压、负载电流以及负载电压的之间的关系；对于每个聚类数据集，执行如下步骤：将聚类数据集中的多个聚类中心向量代入到线性关系模型中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，李晓军，李铁成，梁纪峰，王磊，于腾凯，杜建桥，杨潇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司河北中兴冀能电力发展有限公司科技分公司，
类型：发明
国别省市：