[发明专利]配电网信息物理系统仿真数据分析可视化建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统仿真领域，尤其涉及一种配电网信息物理系统仿真数据分析可视化建模方法。

背景技术

在配电网快速建设过程中，随着随机性、间歇性和波动性的可再生能源的不断接入，智能柔性负荷和电动汽车不断普及，“源-网-荷”柔性互动运行模式的不断应用以及数字化和信息化水平日益提高，配电网中能量流和信息流交互影响愈加频繁，能量系统与信息系统的耦合程度也越加紧密，传统的配电系统正逐渐演变为由信息系统和物理系统构成的“二元复合系统”，即信息物理融合系统(cyber physical system，CPS)。

配电网CPS的核心特征是信息系统与物理电网间的深度交互影响，电网中的能量流和信息流共同决定着配电系统的功能和行为特征，无论是电力系统本身，还是通信系统发生故障，都可能导致整个耦合网络的崩溃。因此，要提高其规划设计的科学性和合理性、提升其运行管理水平，就必须能够全面、准确地理解配电网信息物理系统的行为特性，并能定量分析能量流和信息流的耦合机理、相互作用及发展态势。

目前，配电网的信息化、自动化和智能化发展依赖于全面准确的仿真模拟数据和对仿真数据的分析结果。配电网信息物理系统具有高维、线性和非线性、定长和时变、连续和离散、确定性和随机性等复杂的混合特性，尤其是在连锁故障发生情况下，众多关联事件的关键演变特征决定了配电网信息物理系统最终的发展态势，也决定了事故对配电网信息物理系统的最终影响程度。这些事件在因果上一般具有较强关联性，是一个伴随着低压、过载、保护频繁动作、解列、失稳、频率波动、数据采集上传处理以及控制指令下传执行等系统响应的复杂交叠过程。因此，需要开展配电网信息物理系统连锁故障发生情况下的多关联事件、信息系统作用下配电网信息物理系统状态演变特性及信息系统与物理电网动态交互影响过程等复杂研究内容的仿真数据分析，以实现从不同角度衡量配电网信息物理系统的运行特征。

现有的配电网仿真工具，如PSASP，为三层体系结构，第一层为公用数据和模型的资源库，第二层为基于资源库的应用程序包，第三层为计算结果库和分析工具；其第三层的计算结果库和分析工具可以将仿真历史数据以图形、曲线、报表等形式输出，并提供了Excel、AutoCAD、Matlab等通用的软件分析工具接口，但无法对仿真历史数据进行进一步分析并将分析结果以图形化的方式展现，无法满足配电网信息物理系统环境下复杂且多样的仿真数据分析需求。针对此情况，本发明提出面向主题(或目标)的配电网信息物理系统仿真数据分析可视化建模技术，该技术通过配置的数据分析计算模型对仿真历史数据进行深入的计算和分析，形成分析结果数据，然后通过图形化建模操作将分析结果数据同可视化图形相关联，并以分析主题展现界面的方式可视化展现分析结果数据，从而可实现物理电网角度的仿真数据分析、信息系统角度的仿真数据分析及物理电网与信息系统交互影响角度的仿真数据分析三个角度的仿真数据分析。该技术解决了配电网信息物理系统大量仿真历史数据的分析建模问题和分析结果的可视化展现问题，通过可视化分析手段高效的展示了配电网信息物理系统仿真数据和仿真结果的内在本质及相互关系。

1)现有技术对仿真历史数据的处理，仅仅是将这些数据以图形、曲线、报表等形式展现出来，而没有对数据进行深入的计算分析，因此，通过现有技术无法深入的理解配电网信息物理系统仿真数据和仿真结果的内在本质及相互关系；

2)现有技术虽然提供了Excel、AutoCAD、Matlab等通用的软件分析工具接口，但有两个缺点：第一，使用这些工具对仿真历史数据进行分析的方法不够便捷；第二，无法自定义数据分析算法，也无法对分析结果的可视化展现方式进行配置。因此，现有技术不具备以可视化的方式分析配电网信息物理系统复杂研究目标的仿真历史数据的能力。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明的目的在于：

1)提出针对仿真历史数据的分析建模方法，为配电网信息物理系统仿真工具提供对仿真历史数据的分析计算能力，从而方便且高效的展示配电网信息物理系统仿真数据和仿真结果的内在本质及相互关系；

2)提供自定义数据分析算法和配置分析结果可视化展现方式的方法，使仿真工具可进行的仿真历史数据分析更加多样化，使仿真历史数据分析结果的展现更加灵活、深入和直观，从而满足配电网信息物理系统环境下复杂且多样的仿真数据分析需求。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种配电网信息物理系统仿真数据分析可视化建模方法，其特征在于，

所述方法包括如下步骤：