基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法及系统包括，获取配电网拓扑结构数据信息以及历史运行状态信息，建立对应配电网的第一系统框架模型；结合混合逻辑动态方法对配电网运行过程中控制逻辑以及物理动态进行仿真，建立第一逻辑模型；根据配电网信息通讯交互过程，建立信息节点模型以及信息支路模型；根据第一系统框架模型

【技术实现步骤摘要】
基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网信息物理孪生建模
，尤其涉及基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法及系统
。

技术介绍

[0002]可再生能源因能缓解负荷需求及减少碳排放而得到了快速的发展
。
尤其是光伏，其是增长最快的可再生能源之一，主要连接到配电网中，给配电网带来了快速和随机的电压波动，危害系统的安全运行
。
与此同时，先进的通信技术
、
传感器技术及控制技术在配网领域的集成，为协调各分布式资源的运行提供了工程基础，配电网逐渐演变为了配电物联网系统
。
[0003]配电物联系统中信息与通信系统和物理电力系统相互耦合，其为信息物理电力系统
(cyber physical power system
，
CPPS)
耦合网络
。
信息物理电力系统
(cyber physical power system,CPPS)
是一个实时感知
、
信息处理与动态控制相互融合的多维异构复杂系统，其通过
3C(communication,computation,control)
技术将通信网络
、
物理系统与分析计算系统融为一体
。
当前信息通信技术已被广泛应用到现代电网并深刻变革其运行模式，但信息
‑
物理交互机理仍不清晰，现有的电力系统计算与分析模型亦未充分考虑信息因素
。
信息物理系统概念及理论注重于信息空间和物理系统之间的联系与交互作用，是实现二者融合分析与控制的有效手段，能够解决现代电网面临的运行与控制分析难题
。
突破空间界限，探索信息空间与物理系统在拓扑连接与功能耦合方面的交互机制；归纳信息过程和物理过程之间的驱动逻辑与演变规律，建立可精确描述电网信息物理系统多应用场景及业务的融合模型
。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例
。
在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分
、
说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围
。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术
。
[0006]因此，本专利技术提供了基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法及系统，能够解决
技术介绍
中提到的问题
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法，包括：
[0008]获取配电网拓扑结构数据信息以及历史运行状态信息，建立对应配电网的第一系统框架模型；
[0009]结合混合逻辑动态方法对配电网运行过程中控制逻辑以及物理动态进行仿真，建立第一逻辑模型；
[0010]根据配电网信息通讯交互过程，建立信息节点模型以及信息支路模型；
[0011]根据所述第一系统框架模型
、
第一逻辑模型以及信息节点模型以及信息支路模型建立配电网融合流模型，并结合预设模型优化框架，对配电网进行基于融合流模型的信息物理孪生建模
。
[0012]作为本专利技术所述的基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法的一种优选方案，其中：所述信息节点模型包括量测节点
、
决策节点以及执行节点，所述信息支路模型包括通信支路的建模以及逆变器混合逻辑动态的建模；
[0013]所述量测节点用于完成物理设备运行状态从物理空间到信息空间的投射，其映射可用仿射变换描述：
[0014]σ
i,t
＝
K
i,t
χ
i,t
+
β
i,t
+
ε
i,t
[0015]其中，
i
为量测节点编号，代表物理空间中的状态向量，代表
c
量测节点的量测向量，即
χ
i
在信息空间中的状态向量，为量测偏差向量，是仿射映射的参数矩阵，是仿射映射的参数向量
。
[0016]作为本专利技术所述的基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法的一种优选方案，其中：所述决策节点包括，
[0017]所述决策节点用于存储各时刻下决策节点的输入量，以及实现从简单的自动控制到复杂的优化问题的决策过程，决策节点
j
的决策过程表述为：
[0018]γ
j,t
＝
Φ
j,t
(
ρ
j,t
)
[0019]ρ
j,t
＝
f
j
(
δ
j,t
‑
Δ
t
,
δ
j,t
‑2·
Δ
t
,....,
δ
j,t
‑
h
·
Δ
t
)
[0020]其中，
δ
j,t
‑
h
·
Δ
t
为时刻
t
‑
h
·
Δ
t
下决策节点的输入量，
f
j
为对时刻
t
下系统可再生能源出力，负荷需求等状态向量的预测函数，
ρ
j,t
为电压无功优化所需要的预测值向量，
Φ
j,t
为决策节点所构建的电压无功优化问题
。
γ
j,t
为决策节点的输出向量，其元素为各设备的出力标量，所述执行节点用于缓存控制指令
。
[0021]作为本专利技术所述的基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法的一种优选方案，其中：所述通信支路的建模包括，
[0022]所述通信支路用于刻画信息空间中信息节点间的通讯连通特性与信息传递特性，根据通讯拓扑，设
θ
＝
(u1,u2,...,u
m
)
T
为发送端经信号重构后的向量，
m
为发送端个数，
ρ
＝
(v1,v2,...,v
ρ
)
T
为所有接收端信号形成的向量，构建信息支路矩阵
Π
＝
(r
ij
)
θ
×
ρ
，用于描述信息节点间的通讯关系
。
[0023][0024]其中，
Π
对应着静态的通讯拓扑，为恒定的矩阵，引入同规模的通讯状态矩阵
Ψ
＝
(y
ij
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法，其特征在于：包括，获取配电网拓扑结构数据信息以及历史运行状态信息，建立对应配电网的第一系统框架模型；结合混合逻辑动态方法对配电网运行过程中控制逻辑以及物理动态进行仿真，建立第一逻辑模型；根据配电网信息通讯交互过程，建立信息节点模型以及信息支路模型；根据所述第一系统框架模型
、
第一逻辑模型以及信息节点模型以及信息支路模型建立配电网融合流模型，并结合预设模型优化框架，对配电网进行基于融合流模型的信息物理孪生建模
。2.
如权利要求1所述的基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法，其特征在于：所述信息节点模型包括量测节点
、
决策节点以及执行节点，所述信息支路模型包括通信支路的建模以及逆变器混合逻辑动态的建模；所述量测节点用于完成物理设备运行状态从物理空间到信息空间的投射，其映射可用仿射变换描述：
σ
i,t
＝
K
i,t
χ
i,t
+
β
i,t
+
ε
i,t
其中，
i
为量测节点编号，代表物理空间中的状态向量，代表
c
量测节点的量测向量，即
χ
i
在信息空间中的状态向量，为量测偏差向量，是仿射映射的参数矩阵，是仿射映射的参数向量
。3.
如权利要求2所述的基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法，其特征在于：所述决策节点包括，所述决策节点用于存储各时刻下决策节点的输入量，以及实现从简单的自动控制到复杂的优化问题的决策过程，决策节点
j
的决策过程表述为：
γ
j,t
＝
Φ
j,t
(
ρ
j,t
)
ρ
j,t
＝
f
j
(
δ
j,t
‑
Δ
t
,
δ
j,t
‑2·
Δ
t
,....,
δ
j,t
‑
h
·
Δ
t
)
其中，
δ
j,t
‑
h
·
Δ
t
为时刻
t
‑
h
·
Δ
t
下决策节点的输入量，
f
j
为对时刻
t
下系统可再生能源出力，负荷需求等状态向量的预测函数，
ρ
j,t
为电压无功优化所需要的预测值向量，
Φ
j,t
为决策节点所构建的电压无功优化问题
。
γ
j,t
为决策节点的输出向量，其元素为各设备的出力标量，所述执行节点用于缓存控制指令
。4.
如权利要求3所述的基于融合流模型的配电网信息物理孪生建模方法，其特征在于：所述通信支路的建模包括，所述通信支路用于刻画信息空间中信息节点间的通讯连通特性与信息传递特性，根据通讯拓扑，设
θ
＝
(u1,u2,...,u
m
)
T
为发送端经信号重构后的向量，
m
为发送端个数，
ρ
＝
(v1,v2,...,v
ρ
)
T
为所有接收端信号形成的向量，构建信息支路矩阵
Π
＝
(r
ij
)
θ
×
ρ
，用于描述信息节点间的通讯关系
。
其中，
Π
对应着静态的通讯拓扑，为恒定的矩阵，引入同规模的通讯状态矩阵
Ψ
＝
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，陈飞，尚红权，翁嘉明，
申请(专利权)人：上海能优网电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：