【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置及方法，属于配电。
技术介绍
1、随着分布式能源与可控负荷等大规模接入，为保障配电台区的经济、可靠运行，需要调整配电台区网络拓扑结构。为保证配电管理系统各功能正常应用，实时感知配电台区拓扑至关重要。受制于经济成本，配电台区中安装的遥测与遥信装置较少，常存在误报和未报的情形，配电主站基于遥信信息生成的配电台区网络拓扑存在着模型质量低且不完整、拓扑连通混乱以及拓扑变化无法感知等问题。
2、配电网台区拓扑识别技术可以有效解决上述问题。然而，现有方法仅考虑了能源流推导台区线路联通关系，忽略了信息流对台区拓扑的影响，无法结合能源流与信息流的耦合关系推导台区拓扑结构，且未考虑两次量测数据采集间隔出现的台区局部拓扑变化，无法对配电台区拓扑进行实时更新与维护，导致台区拓扑真实性与可靠性低，难以保障配电台区的安全经济运行。因此，亟需设计一种基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识方法及装置。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置及方法；提出基于能源流与信息流融合的线路连通关系推导方法，首先，获取台区网络架构信息并构建网络架构模型。其次，基于配电台区量测信息和载波通信链路的信号强度，推导各支路能源流通断概率、各支路信息流通断概率。最后，融合各支路能源流通断概率、信息流通断概率，联合推导台区线路连通关系，构造配电台区拓扑，实现了融合配电台区能源流与信息流的线路连通关系全面推导，提高
2、本专利技术具体的技术方案为：
3、基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置，包含载波通信模块、网络架构模型构建模块、能源流通断概率推导模块、信息流通断概率推导模块、配电台区拓扑构造模块、能源流-信息流相似度计算模块、拓扑更新与维护模块；
4、载波通信模块：用于通过电力线载波通信方式接收配电台区量测信息，包括支路有功功率、支路无功功率。
5、网络架构模型构建模块：用于获取台区网络架构信息，构建网络架构模型。
6、能源流通断概率推导模块：用于根据配电台区量测信息，推导各支路能源流通断概率。
7、信息流通断概率推导模块：用于根据载波通信链路的信号强度，推导各支路信息流通断概率。
8、配电台区拓扑构造模块：用于根据各支路能源流通断概率、各支路信息流通断概率联合推导台区线路连通关系，构造同时包括能源流与信息流的配电台区拓扑。
9、能源流-信息流相似度计算模块：用于根据当前时隙载波通信链路的信号强度，以及最近一次台区量测信息、各支路能源流连通概率，计算能源流-信息流相似度。
10、拓扑更新与维护模块：用于根据能源流-信息流相似度对配电台区拓扑进行实时更新与维护。
11、电源模块：用于给基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置中的其他模块供电。
12、基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识方法，采用上述的基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置，所述的方法包括以下步骤：
13、s1：获取台区网络架构信息，并构建台区网络架构模型。根据台区量测信息，推导各支路能源流通断概率。根据载波通信支路的信号强度，推导各支路信息流通断概率。融合各支路能源流通断概率、各支路信息流通断概率联合推导台区线路连通关系，构造配电台区拓扑。
14、s2：将两次量测数据采集间隔划分为若干时隙，基于当前时隙载波通信链路的信号强度，以及最近一次台区量测信息、各支路能源流连通概率，计算能源流-信息流相似度函数。基于能源流-信息流相似度阈值进行判断，若相似度低于阈值，则对台区拓扑进行更新与维护。
15、步骤s1包括以下子步骤：
16、s1.1构建台区网络架构模型
17、考虑时段集合为通信支路的集合定义为获取台区网络架构历史信息，构建配电台区网络架构模型；
18、根据配电台区网络架构模型，对台区中各支路开关通断状态进行全排列，获得配电台区可行拓扑集包含配电台区的所有可行拓扑，δa(t)表示第a种配电台区可行拓扑。
19、s1.2推导各支路能源流通断概率
20、在每个时段，获取配电台区量测信息，包括支路有功功率量测、支路无功功率量测、节点电压幅度量测、节点电压相角量测、节点电流量测。基于概率神经网络推导各支路能源流通断概率ln,i(t)为：
21、
22、其中，minput(t)为第t时段待识别的量测信息。mpattern,i(t)为第t时段的第i种能源流模式的量测信息样本，i∈{0,1}，mpattern,0(t)为支路断开的量测信息模式样本，mpattern,1(t)为支路连通的量测信息模式样本。gi为样本数量。为神经网络参数。
23、s1.3推导各支路信息流通断概率
24、根据载波通信支路的信号强度rn(t)，推导各支路信息流通断概率。设定通信支路信号强度阈值rmin，若rn(t)＞rmin，推导各支路信息流连通概率in(t)。
25、
26、其中，为支路信息流连通概率中间变量，μn(t)为支路信息流连通概率系数。该公式意为rn(t)越大，通信支路信息流连通概率越大。若rn(t)≤rmin，则通信支路信息流断开，in(t)＝0。
27、s1.4构造配电台区拓扑
28、融合各支路能源流通断概率、各支路信息流通断概率联合推导台区线路连通关系，构造配电台区拓扑。定义ha(t)为可行拓扑δa(t)的概率，表示为：
29、
30、其中，δa,0(t)为δa(t)中断开支路的集合。δa,1(t)为δa(t)中连通支路的集合。该公式意为，概率ha(t)取决于可行拓扑δa(t)中所有支路能源流通断概率以及支路信息流通断概率的累乘。根据上述方法获得每个可行拓扑的概率并进行相互比较，得到最大概率hmax(t)＝max{h1(t),...,ha(t),...,ha(t)}。选取概率最大的可行拓扑作为配电网的拓扑识别结果。
31、步骤s2包括以下子步骤：
32、s2.1计算能源流-信息流相似度
33、设定每个时段均等划分为k个时隙，第t时段的时隙的集合定义为在两次量测数据采集间隔，第k时隙载波通信支路的信号强度为rn(t,k)，基于公式(2)推导得出第k时隙信息流连通概率为in(t,k)。基于当前时隙载波通信链路的信号强度，以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置，其特征在于，包括载波通信模块、网络架构模型构建模块、能源流通断概率推导模块、信息流通断概率推导模块、配电台区拓扑构造模块、能源流-信息流相似度计算模块、拓扑更新与维护模块；
2.基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识方法，其特征在于，采用权利要求1所述的基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置，所述的方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识方法，其特征在于，步骤S1包括以下子步骤：
4.根据权利要求2所述的基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：
【技术特征摘要】
1.基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识装置，其特征在于，包括载波通信模块、网络架构模型构建模块、能源流通断概率推导模块、信息流通断概率推导模块、配电台区拓扑构造模块、能源流-信息流相似度计算模块、拓扑更新与维护模块；
2.基于能源流与信息流融合的台区拓扑辨识方法，其特征在于，采用权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨会轩，闫波，苏明，张瑞照，刘金会，
申请(专利权)人：山东华科信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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