[发明专利]基于海量数据并考虑拓扑因素的电力系统安全稳定判定法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统安全稳定判定法，尤其是涉及一种基于海量数据并考虑拓扑因素的电力系统安全稳定判定法。

背景技术

由于大电网的时变性和复杂性，实时、准确地判定电力系统能否安全稳定运行往往具有一定难度。当发生严重过负荷、大规模甩负荷、局部电网解列等非正常状态时，若无法迅速判断电力系统安全稳定性，及时采取措施，极易给电力系统造成巨大的损失。

传统电力系统安全稳定的判定往往通过对电网运行方式进行建模，然后对模型进行分析，判断电力系统的安全性和稳定性。这样的判定方式需要对每一个运行状态进行建模分析，程序非常复杂，计算时间较长，难以实现在复杂多变在线电网运行方式下，对电力系统能否安全稳定运行的快速判断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于海量数据并考虑拓扑因素的电力系统安全稳定判定法，其判定时响应速度快、适用于复杂多变在线电网运行方式的电力系统安全稳定判定。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于海量数据并考虑拓扑因素的电力系统安全稳定判定法，其特征是包括以下步骤：

S1，收集实时电力系统拓扑数据和潮流数据，通过潮流计算(现有技术)求取电力系统中流经各线路的有功功率P_i和无功功率Q_i；

设在实时电力系统拓扑下，共有n条线路，通过潮流计算(现有技术)，求取电力系统中流经各线路的有功功率P_i和无功功率Q_i(i＝[1,2,…,n])；

S2建立考虑拓扑因素的电网运行方式描述

将考虑拓扑因素的电网运行方式描述为一个2n维向量x，记为：

x＝(P₁,Q₁,P₂,Q₂,...P_n,Q_n)；

S3判定电力系统是否安全稳定运行

利用传统电力系统安全稳定方法，对该电网运行方式进行分析，判定电力系统是否安全稳定运行；

若电力系统能够安全稳定运行，设定标签y，记为

y＝1；

若电力系统不能够安全稳定运行，设定标签y，记为

y＝-1；

本步骤并不需要在线进行，可以离线进行；

S4，重复步骤S1-S3，经过一段较长时间(一个季度-三年)积累，得到m组样本，包括电力系统的运行方式x_j(j＝1,2，…，m)及其该运行方式下电力系统能否安全稳定运行的标签y_j(j＝1,2，…，m),记为：

(x_j,y_j)j＝1,2，...，m；

式中：

S5，利用S4中得到的m组样本，建立非线性支持向量机模型(SVM)(现有技术)，找到电力系统能够安全稳定运行与不能够安全稳定运行的分界面f(x)，(利用SVM找到，是现有技术)该分界面的示意图如图2所示。(说明：图2仅仅是示意图，1、起始分界面不是直线；2允许异常点或者孤立点的分类错误。)

S6利用非线性支持向量机模型(SVM)对在线电力系统运行状态进行在线判定，判断电力系统能否安全稳定运行：

S6-1对于实时电力系统运行状态，利用步骤S1-S2,得到考虑拓扑因素的实时电网运行方式描述x；

S6-2利用非线性支持向量机模型(SVM)得到的边界面f(x)，判断该实时电力系统运行状态下x，电力系统能否安全稳定运行(现有技术，利用SVM判断)，并设定标签y。

步骤S6“利用非线性支持向量机模型(SVM)对在线电力系统运行状态进行在线判定”，该步骤中，可以采用其他合适的非线性判别模型，例如神经网络模型、贝叶斯决策模型等。

本方法利用海量历史数据中的电网运行方式进行离线分析，然后在线应用，响应速度更快，更加适应于复杂多变的在线电网运行方式。

首先建立在线电力系统运行状态的描述，具体由所有线路中有功功率和无功功率的2n(n为线路条数)维向量构成；接着以电力系统是否安全稳定运行为标签，建议一个电力系统安全稳定的判别模型；最后利用该模型对在线电力系统运行状态进行在线判定，判断电力系统能否安全稳定运行。本方法大大缩短了电力系统安全稳定性判定的时间，便于运行人员迅速发现电力系统的非正常状态，并及时采取保护措施。