[发明专利]一种配电网综合优化运行方法

权利要求书

1.一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，通过构造高维随机矩阵，从配电网运行数据中提取系统特征作为模型的输入，将开关状态作为输出，训练阶段1支持向量机，辨识当前配电网的拓扑结构；

步骤S2，将提取的系统特征与开关状态共同作为输入，将无功控制策略作为输出，训练阶段2支持向量机，学习输入和输出之间的非线性映射关系，建立基于两阶段支持向量机组合决策的配电网综合优化模型。

2.根据权利1所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，所述系统特征包括负荷数据、光伏发电、风机发电、电动汽车充电数据以及当地实时环境数据的场景特征；

所述当地实时环境数据包括温度、风速和光照强度。

3.根据权利2所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，从配电网历史数据库中，按时间序列采样，获得7类所述场景特征的原始数据，分别构造N×M维随机矩阵，N为状态变量的个数，M为时间序列长度；由于 DG、电动汽车随机负荷和环境因素在某一采样时刻的状态变量数较少，采用扩展矩阵的方法分别构建高维随机矩阵。

4.根据权利3所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，依据单环定理计算出每小时7类原始数据构造的随机矩阵的平均谱半径、二阶中心距、最大谱半径、最小谱半径、圆环外/圆环上/圆环内的特征根分布比例以及矩阵模、方差共9个统计特征，再加上总负荷，每小时构建共64个特征变量，作为支持向量机输入的样本特征集，该样本特征集表征配电网的运行状态。

5.根据权利4所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，两阶段支持向量机组合决策构建过程如下：

将提取的系统特征和对应的开关状态作为训练样本，训练所述阶段1支持向量机，辨识当前配电网的拓扑结构；

将系统特征和对应的开关状态共同作为输入，将对应的无功控制策略作为输出，训练所述阶段2支持向量机，学习系统特征、拓扑结构与无功优化控制策略之间的映射关系。

6.根据权利5所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，基于两阶段支持向量机组合决策的配电网综合优化方法的流程分为离线训练和在线运用两部分；

离线训练时，首先从历史数据中提取系统特征和对应的开关状态作为训练样本，离线训练所述阶段1支持向量机；然后将系统特征和对应的开关状态共同作为输入，将对应的无功控制策略作为输出，离线训练所述阶段2支持向量机；

在线运用时，从量测数据中提取统计特征，输入到所述阶段1支持向量机的模型中，给出当前时刻的开关状态组合；然后将统计特征和预测出的开关状态共同输入到训练好的所述阶段2支持向量机的模型中，即给出当前的无功控制策略。

7.根据权利6所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，基于两阶段支持向量机组合决策的配电网综合优化模型的离线建模步骤如下：

步骤Q1，样本数据集的采样和预处理；

步骤Q2，两阶段支持向量机组合决策模型参数的选取；

步骤Q3，评估模型性能。

8.根据权利7所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，所述样本数据集的采样和预处理的过程如下：从配电网历史数据库中获取原始数据，通过高维随机矩阵构建输入特征数据集，同时获取对应时刻的无功控制策略和开关状态，构成输出策略数据集，共同组成样本数据集；采用线性映射的方法将输入数据映射到［0，1］范围内，如式1所示：

式中，、分别为第i个特征量归一化前、后的数值；、分别是该特征量在样本数据集中的最大值和最小值。

9.根据权利7所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，所述两阶段支持向量机组合决策模型参数的选取的过程如下：选择径向基核函数，采用交叉验证方法来寻找最佳参数c和g，利用得到的最佳参数对模型进行训练和回归预测。

10.根据权利7所述的一种配电网综合优化运行方法，其特征在于，所述评估模型性能的过程如下：将基于两阶段 支持向量机 组合决策模型产生的控制策略应用于测试集中，测试能否达到降低系统有功功率损耗和减小节点电压偏移的控制效果；

选择降损率和电压偏差来衡量无功优化效果，越大，越小，表明优化效果越好，定义式为：

式中，为系统优化前的线路损耗；、为系统优化后的线路损耗；为第 i 个节点的实际电压值；为该节点的额定电压值；n为系统节点总数。