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華電等單位學(xué)者提出一種用于未來態(tài)預(yù)測的電網(wǎng)運行斷面時空相似性挖掘方法
發(fā)布于2023-02-28 點擊數(shù)：570
隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展建設(shè)的快速發(fā)展，大規(guī)模新能源及電力電子設(shè)備等不斷接入電網(wǎng)，其新的運行特性以及所帶來的隨機、不確定因素給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來潛在的威脅。為及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)安全隱患，實現(xiàn)事故前預(yù)警和超前安全分析，避免局部故障釀成大面積停電事故，需對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時感知與預(yù)判。已有電網(wǎng)運行風(fēng)險預(yù)測研究通常為選取能夠代表整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的幾類電氣特征的統(tǒng)計量，如線路兩端******功角差、電壓******越限程度等，之后通過判斷這些特征的變化趨勢評判電網(wǎng)整體運行狀態(tài)。但由于不能預(yù)測全面的運行數(shù)據(jù)信息，因此無法預(yù)辨識一些風(fēng)險較大的薄弱環(huán)節(jié)并采用針對性的防控措施，存在潛在惡性故障發(fā)生的可能。電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)存儲了多年大量有價值的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，其中運行斷面數(shù)據(jù)代表了某一歷史時刻電網(wǎng)的整體運行狀態(tài)，包括潮流、電壓、負荷量、發(fā)電量和設(shè)備狀態(tài)等運行數(shù)據(jù)，以及與斷面對應(yīng)的檢修信息，包括運行方式安排、風(fēng)險分析、事故處理預(yù)案等。若能找到與未來運行斷面相似的歷史斷面，則可為薄弱環(huán)節(jié)辨識、聯(lián)鎖故障分析及優(yōu)化防控措施提供重要信息基礎(chǔ)，對保障系統(tǒng)安全運行具有十分深遠的意義。目前，電網(wǎng)相似歷史運行斷面挖掘領(lǐng)域取得了一定的研究成果，但參考價值較低，主要原因有：①利用電氣特征量統(tǒng)計值（******、最小、平均等）、相似日等匹配歷史相似運行斷面過于粗?；?，結(jié)果準確度不高；②僅依靠單斷面間相似性進行歷史斷面的提取，忽略了前后運行狀態(tài)在時序上的連續(xù)性、空間上分布的關(guān)聯(lián)性，判別結(jié)果具有偶然性且無法反映電網(wǎng)運行趨勢。因此，應(yīng)綜合考慮運行斷面空間和時間特征，并從多個角度考量當前運行狀態(tài)與歷史運行狀態(tài)的相似性，進而實現(xiàn)對未來態(tài)的預(yù)測。近年來，圖表示學(xué)習(xí)方法飛速發(fā)展，其作為一種針對圖形結(jié)構(gòu)知識進行深度學(xué)習(xí)的智能算法，已成功解決多類問題，如鏈接預(yù)測、異常檢測、行為辨識等。圖的樣本和聚合算法（GraphSAGE）作為圖表示學(xué)習(xí)算法的一種，可通過歸納式深層次學(xué)習(xí)目標節(jié)點與周圍鄰居節(jié)點信息，得到新的節(jié)點表征向量。利用該算法對電網(wǎng)運行斷面進行特征提取能夠充分考慮網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，提取特征具有較強的代表性。針對單斷面計算的偶然性、低效性等問題，滑動時間窗（STW）法可通過設(shè)置步長，實現(xiàn)斷面連續(xù)采樣，繼而得到運行斷面在一段時間內(nèi)的特征。
