【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，属于电力系统优化运行。
技术介绍
1、有源配电网在设计网架结构时考虑到能够以不同的方式运行，在配电网发生线路故障时，电网运行需要快速切断故障设备，并启动备用联络开关，从而实现电力负荷转供、恢复下游供电。当前有源配电网实时转供技术方法主要存在三个方面难点：首先，为了响应“双碳”目标，新型电力系统、尤其是新型有源配电网中接入到大量分布式新能源，而这些新能源发电的强波动性对配电网运行造成极大挑战，负荷转供时极易出现转供线路重过载、电压越限等难题；其次，有源配电网发展逐渐呈现源网荷储协同运行的特点，用户可调节灵活负荷虽然能够提升有源配电网的资源分配能力，但是也加剧了电网调度运行和电力转供等问题的求解复杂性；此外，有源配电网实时转供相比于日前尺度的调度问题，其对计算时效性的要求更高，实时转供计算速度越快则越能够降低线路故障和停电检修时造成的经济损失。
2、针对上述难点，当前研究工作提出了大量不同的转供技术方法，包括数学规划法、启发式算法和强化学习方法等。数学规划法在于将电网负荷转供的非凸非线性优化问题转化为二阶锥规划模型，求解的精度较高，但是随着配电网规模扩大和新能源发电接入比例增加，其计算成本也会急剧增大；启发式算法通过改变其超参数设置，能够在求解精度和计算效率间寻求平衡，但是目前发展的算法数量过多、且普遍泛化性一般，实际工程应用难以验证；强化学习方法目前属于兴起阶段，其优势在于可以有效嵌入分布式新能源和灵活性负荷的不确定性，且训练后的模型具有较高的运算效率
技术实现思路
1、本专利技术针对有源配电网转供技术中存在的分布式光伏发电波动大、转供求解计算效率低的问题，提出一种完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，既能够发挥强化学习易于嵌入分布式光伏不确定性、计算效率高的优势，又能够解决其难以处理安全约束的问题，从而能够提升有源配电网实时转供的经济性、安全性和稳定性，提升电网公司的运行效益和竞争力。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，包括以下步骤：
4、步骤1、对有源配电网下一个运行时刻进行状态感知，获取有源配电网每个节点的净负荷预测值以及发生故障线路的编号；
5、步骤2、构建基于深度确定性策略梯度(ddpg)模型的有源配电网转供代理，基于有源配电网下一个运行时刻的状态计算转供动作；
6、步骤3、对转供后的有源配电网进行潮流优化，判断转供结果是否匹配节点过电压和线路过负荷两类安全约束；
7、步骤4、考虑对过电压节点和线路过负荷影响最大节点进行负荷削减；
8、步骤5、基于步骤4得到的多次削负荷总量，修改有源配电网下一个运行时刻的转供动作，直至转供动作完全匹配安全约束；在下一个运行时刻转供完毕后，对转供动作进行奖励值结算；
9、步骤6、基于有源配电网的转供动作奖励值，对有源配电网转供代理的ddpg模型进行参数更新。
10、进一步的，在步骤1中，状态感知的公式表示如下：
11、
12、
13、式中，t为有源配电网当前运行时刻，t+1为有源配电网下一个运行时刻，xt+1为有源配电网下一个运行时刻的状态，pi,t+1为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的净负荷预测值，为有源配电网第j条线路、当前运行时刻是否发生故障的编号，nnode为有源配电网的节点总数，nline为有源配电网的线路总数。
14、进一步的，步骤2中，计算转供动作的公式表示如下：
15、
16、式中，at+1为有源配电网下一个运行时刻的转供动作，为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的动作削负荷量，为有源配电网第k条备用线路、下一个运行时刻是否闭合联络开关的编号，nnode为有源配电网的节点总数，ntie为有源配电网的备用联络开关总数，pi,t+1为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的净负荷预测值。
17、进一步的，步骤3中所述安全约束的公式表示如下：
18、umin≤ui,t+1≤umax；1≤i≤nnode
19、-pmax≤pmn,t+1≤pmax；1≤m,n≤nnode m≠n
20、式中，ui,t+1为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的节点电压，umin和umax分别为节点过电压的安全下限和安全上限，pmn,t+1为有源配电网第m个节点和第n个节点之间、下一个运行时刻的线路潮流，pmax为线路过负荷的安全极限，nnode为有源配电网的节点总数。
21、进一步的，步骤4的具体方法包括：
22、步骤4-1、若转供结果不匹配节点过电压安全约束，筛选出过电压节点；若转供结果不匹配线路过负荷安全约束，对过负荷线路进行灵敏度分析、筛选出线路过负荷影响最大节点；
23、步骤4-2、对过电压节点和线路过负荷影响最大节点再进行负荷削减，负荷削减的公式表示为：
24、
25、式中，为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的多次削负荷总量，β为负荷再削减比例，为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的动作削负荷量，pi,t+1为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的净负荷预测值。
26、进一步的，步骤5的具体方法包括：
27、基于多次削负荷总量修改有源配电网下一个运行时刻的转供动作at+1，重复上述步骤3-4直至转供动作匹配安全约束，在下一个运行时刻t+1对转供动作进行奖励值结算。
28、结算公式表示为：
29、
30、式中，rt+1为有源配电网下一个运行时刻的转供动作奖励值，c1为负荷削减成本函数，c2为闭合备用联络开关成本函数，为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的多次削负荷总量，为有源配电网第i个节点、下一个运行时刻的动作削负荷量，为有源配电网第k条备用线路、下一个运行时刻是否闭合联络开关的编号。
31、进一步的，步骤2构建基于ddpg模型的有源配电网转供代理，该ddpg模型的具体原理及实现步骤如下：
32、步骤2-1、构建ddpg模型的动作表演网络，以有源配电网下一个运行时刻的状态为输入、以有源配电网下一个运行时刻的转供动作为输出，公式表示为：
33、at+1＝ma(xt+1)
34、式中，ma为动作表演网络，xt+1为有源配电网下一个运行时刻的状态，at+1为有源配电网下一个运行时刻的转供动作；
35、步骤2-2、构建ddpg模型的价值评估网络，以有源配电网下一个运行时刻的状态和转供动作为输入、以有源配电网下一个运行时刻的转供动作奖励值的评估结果为输出，公式表示为：
36、qt+1＝mc(xt+1,at+1)
【技术保护点】
1.一种完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，在步骤1中，状态感知的公式表示如下：
3.根据权利要求2所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤2中，计算转供动作的公式表示如下：
4.根据权利要求3所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤3中所述安全约束的公式表示如下：
5.根据权利要求4所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤4的具体方法包括：
6.根据权利要求5所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤5的具体方法包括：
7.根据权利要求6所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，所述结算公式表示为：
8.根据权利要求3所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，所述步骤2构建基于DDPG模型的有源
9.根据权利要求5所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤4中，若转供结果不匹配线路过负荷安全约束，对过负荷线路进行灵敏度分析、筛选出线路过负荷影响最大节点；该灵敏度分析方法的具体原理及实现步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，在步骤1中，状态感知的公式表示如下：
3.根据权利要求2所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤2中，计算转供动作的公式表示如下：
4.根据权利要求3所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤3中所述安全约束的公式表示如下：
5.根据权利要求4所述的完全匹配安全约束强化学习的有源配电网实时转供方法，其特征在于，步骤4的具体方法包括：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：周福举，荆江平，李力，贾腾飞，尹永昌，石爱祥，韩少华，仝浩，徐升荣，陈肯，张诤杰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。