【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统及其自动化，特别涉及一种电网运行仿真模拟器的构建方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、目前，国内外已有电网运行仿真平台构建的先例；具体示例性的，在国际电力调度人工智能竞赛方面，neurips2020电网调度大赛采用grid2op电网运行仿真平台，grid2op开源框架遵循现实世界电力系统操作约束和分布，使用ieee标准算例作为电网运行环境样本数据，用于测试参赛选手提交的控制模型算法；pandapower电网分析库是结合了pandas数据分析库和pypower功率潮流求解器的一个易于电力系统分析和网络优化的计算程序开源库，pandapower是基于元件的网络计算工具，为电力系统模型提供了灵活的数据结构，适用于电网运行训练环境构建的功能需求，目前pandapower已支持复杂电力系统模型的建模、潮流分析、最优潮流分析、状态估计、短路计算以及拓扑搜索等分析功能，并提供了相应的接口；国内方面，电力系统分析综合程序psasp基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种仿真计算分析。
2、关于电网运行仿真模拟器构建技术，国内现有的电网仿真计算软件仅包含仿真计算功能，尚无支撑强化学习训练的空间设计、奖励函数构造、运行规则设计、交互接口等功能，无法支撑强化学习算法训练需求；另外，国外已有国际人工智能赛事实现面向强化学习的电网运行仿真模拟器构建，但其构建的仿真模拟器仅针对于赛题背景下的训练求解，具有普适性的面向强化学习的调控领域电网运行仿真通用模拟器构建
3、强化学习具有通过与环境交互，模仿人类学习的特点，非常适合解决复杂电网智能调度问题；其中，在电网智能调度领域运用强化学习技术，需要构建电网运行仿真模拟器作为与强化学习智能体交互的“环境”。然而，目前现有的电网仿真计算模拟器仅支持在特定的电网调控业务场景下构建，不具备同时支撑多业务场景强化学习训练的能力；另外，现有通用的电网运行仿真平台仅能支持电网仿真计算，不具备支撑强化学习训练的运行环境构造能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电网运行仿真模拟器的构建方法、系统、设备及介质，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术提供的技术方案，可构建适用于强化学习的通用电网运行仿真模拟器，能够满足多种不同的电网调控业务场景需求。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，包括以下步骤：
4、基于选定的电网调控业务场景，获取电网调度优化模型；其中，所述电网调度优化模型至少包括目标函数、约束条件和优化对象，所述约束条件包含优化对象约束条件以及电网运行约束条件；
5、基于所述选定的电网调控业务场景以及所述电网调度优化模型的约束条件，构建获得运行规则；基于所述电网调度优化模型中的约束条件和优化对象，进行优化对象动作的完备性、合理性检验以及高效性修正，构建获得动作空间；基于所述电网调度优化模型中的目标函数，进行奖励项分解、归一化和权重赋值处理，构建获得奖励函数；基于所述奖励函数和奖励函数中的各奖励项，通过状态变量初筛、关联变量筛选和迭代优化，构建获得状态空间；基于电网仿真、厂站仿真和调控系统仿真中的一种或多种仿真计算，根据所述运行规则、动作空间、奖励函数及状态空间，构建获得仿真计算单元；
6、基于所述仿真计算单元，构建输入接口和输出接口，获得电网运行仿真模拟器；其中，所述输入接口用于输入强化学习训练样本数据和强化学习智能体动作，所述输出接口用于输出仿真计算单元的仿真计算结果至强化学习智能体。
7、本专利技术构建方法的进一步改进在于，所述选定的电网调控业务场景为电网实时计划编排、电网潮流越限调整、状态估计智能调试、自动发电控制软件测试或大模型训练。
8、本专利技术构建方法的进一步改进在于，获取电网调度优化模型的步骤中，
9、若为多目标优化问题，则通过确定多目标项计算公式，并归一化处理多目标项的方式确定目标函数。
10、本专利技术构建方法的进一步改进在于，所述基于所述选定的电网调控业务场景以及所述电网调度优化模型的约束条件，构建获得运行规则的步骤包括：
11、基于所述电网调度优化模型的电网运行约束条件，确定电网运行环境约束规则；
12、基于所述电网调度优化模型中的优化对象约束条件，确定优化对象的运行约束规则以及优化对象的动作范围；
13、基于所述选定的电网调控业务场景的计算流程，确定强化学习训练规则以及序贯决策流程。
14、本专利技术构建方法的进一步改进在于，所述基于所述电网调度优化模型中的约束条件和优化对象，进行优化对象动作的完备性、合理性检验以及高效性修正，构建获得动作空间的步骤包括：
15、根据每个优化对象的运行约束规则，构建由所有优化对象组成的初始动作空间；
16、基于所述初始动作空间，检验动作空间是否包含所有优化对象，检验所有优化对象的动作范围是否穷尽调节能力，检验动作空间中的动作周期是否满足所述选定的电网调控业务场景的优化问题的时间分辨率要求，完成完备性检验；
17、基于选定的电网调控业务场景的非法动作屏蔽机制，在动作空间中排除不合法的动作和组合动作，完成合理性检验；
18、将所述初始动作空间中的连续动作空间进行降维，设置连续动作空间离散化步长；在离散化后的动作空间中，搜索具有关联关系的多个动作，并设置为组合动作，完成高效性修正。
19、本专利技术构建方法的进一步改进在于，所述基于所述电网调度优化模型中的目标函数，进行奖励项分解、归一化和权重赋值处理，构建获得奖励函数的步骤包括：
20、基于所述电网调度优化模型及其目标函数，分解优化目标，确定奖励函数的奖励项；其中，针对多目标优化问题，对各奖励项归一化并确定各奖励项的权重，完成奖励函数构建。
21、本专利技术构建方法的进一步改进在于，所述基于所述奖励函数和奖励函数中的各奖励项，通过状态变量初筛、关联变量筛选和迭代优化，构建获得状态空间的步骤包括：
22、获取奖励函数及奖励函数中的各奖励项，确定奖励函数中包含的电网调度运行观测变量并作为状态变量，完成状态变量初筛；获取与目标函数中包含的电网调度运行观测变量直接相关和间接相关的其他电网调度运行观测变量并作为状态变量，获取与解决选定的电网调控业务场景的优化问题相关的其他电网调度运行观测变量并作为状态变量，完成关联变量筛选；
23、构建状态变量初筛及关联变量筛选筛选的状态变量与电网调度优化模型目标函数的关联关系模型，基于关联关系模型对状态变量的值进行抽象化预处理，保留状态变量中对解决选定的电网调控业务场景的优化问题有关联作用的部分；以电网运行的时间和空间变化特征，形式统一化状态变量，构建状态变量的向量编码形式，获得状态空间；
24、基于选定的电网调控业务场景的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述选定的电网调控业务场景为电网实时计划编排、电网潮流越限调整、状态估计智能调试、自动发电控制软件测试或大模型训练。
3.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，获取电网调度优化模型的步骤中，
4.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述选定的电网调控业务场景以及所述电网调度优化模型的约束条件，构建获得运行规则的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述电网调度优化模型中的约束条件和优化对象，进行优化对象动作的完备性、合理性检验以及高效性修正，构建获得动作空间的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述电网调度优化模型中的目标函数，进行奖励项分解、归一化和权重赋值处理，构建获得奖励函数的步骤包括：
7.根据权利
8.一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述选定的电网调控业务场景为电网实时计划编排、电网潮流越限调整、状态估计智能调试、自动发电控制软件测试或大模型训练。
10.根据权利要求8所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述模型获取模块执行获取电网调度优化模型的步骤中，
11.根据权利要求8所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述仿真计算单元构建模块，执行基于所述选定的电网调控业务场景以及所述电网调度优化模型的约束条件，构建获得运行规则的步骤包括：
12.根据权利要求11所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述仿真计算单元构建模块，执行基于所述电网调度优化模型中的约束条件和优化对象，进行优化对象动作的完备性、合理性检验以及高效性修正，构建获得动作空间的步骤包括：
13.根据权利要求8所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述仿真计算单元构建模块，执行基于所述电网调度优化模型中的目标函数，进行奖励项分解、归一化和权重赋值处理，构建获得奖励函数的步骤包括：
14.根据权利要求8所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述仿真计算单元构建模块，执行基于所述奖励函数和奖励函数中的各奖励项，通过状态变量初筛、关联变量筛选和迭代优化，构建获得状态空间的步骤包括：
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
16.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的电网运行仿真模拟器的构建方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述选定的电网调控业务场景为电网实时计划编排、电网潮流越限调整、状态估计智能调试、自动发电控制软件测试或大模型训练。
3.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，获取电网调度优化模型的步骤中，
4.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述选定的电网调控业务场景以及所述电网调度优化模型的约束条件，构建获得运行规则的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述电网调度优化模型中的约束条件和优化对象，进行优化对象动作的完备性、合理性检验以及高效性修正，构建获得动作空间的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述电网调度优化模型中的目标函数，进行奖励项分解、归一化和权重赋值处理，构建获得奖励函数的步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种电网运行仿真模拟器的构建方法，其特征在于，所述基于所述奖励函数和奖励函数中的各奖励项，通过状态变量初筛、关联变量筛选和迭代优化，构建获得状态空间的步骤包括：
8.一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种电网运行仿真模拟器的构建系统，其特征在于，所述选定的电网调控业务场景...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇鹏，杨楠，刘金波，宋旭日，罗雅迪，李立新，於益军，万雄，狄方春，蔡宇，卫泽晨，寿增，王凯，俞灵，宋磊，金宜放，齐晓琳，韩昳，邱成建，张风彬，刘幸蔚，李章文，刘升，门德月，凌兆伟，樊淑丽，刘嘉明，赵晨晓，张天一，曹良晶，张隽，邱鹏，张鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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