[发明专利]一种快速生成实用动态安全域边界的混合数据驱动法

说明书

本发明公开一种快速生成实用动态安全域边界的混合数据驱动法，包括如下步骤：步骤(1)选定电力系统故障区域；步骤(2)基于Relief算法识别故障区域的关键机组；步骤(3)基于正交选点法对故障区域的关键机组计算构建包含大量选点的临界点搜索空间；步骤(4)基于最小二乘法求取临界点搜索空间态安全域超平面系数生成与临界点最佳匹配的实用动态安全域边界；本发明考虑到不同发电机组出力变化对暂态功角稳定性的影响存在差异，通过分析高维节点注入空间上的海量运行点数据，识别既定故障下影响系统功角稳定性的关键机组，并结合正交选点法构建临界点的有效搜索空间，减少临界点搜索过程中的计算冗余度，提高临界点的搜索有效性。

技术领域

本发明属于电力系统安全评估领域，尤其涉及一种快速生成实用动态安全域边界的混合数据驱动法。

背景技术

电力系统安全稳定运行是保证可靠供电的基础，对于促进国民经济快速发展和保障民生具有重要意义。一旦电力系统稳定性遭到破坏，不仅会引发大面积的停电，带来重大的经济损失，更有可能扰乱正常的社会秩序，危及公共体系安全。

安全域方法是电力系统安全性和稳定性分析的一种重要方法，它从域的角度考虑问题，描述的是整体上可安全稳定运行的区域，根据系统运行点与安全域边界的相对关系，运行操作人员可掌握系统的安全裕度和最优控制信息，这有助于更加科学、有效地进行电力系统在线实时安全监视、评估与控制。动态安全域是安全域方法学中的重要组成部分，其边界由有限个光滑的子表面组成，在工程应用的范围内，每个子表面可用超平面近似描述，称为实用动态安全域。借助实用动态安全域边界的超平面表达式可将电力系统安全约束表示为决策变量的显式方程，解决了很大一类电力系统最优化问题中安全稳定约束难以处理的问题。目前，实用动态安全域边界的计算方法主要分为拟合法和直接法。

1)拟合法

拟合法的基本思想是通过大量仿真计算，求解系统暂态稳定临界点，并根据找到的多个临界点，基于最小二乘法进行边界拟合，得到各个节点对应的边界超平面的系数。

2)直接法

直接法基于不同临界注入功率下暂态稳定域在溢出点的平行性质，将溢出点处的暂态稳定域边界法矢量近似为常数，并通过线性化把事故后系统轨迹的切向量表示为注入功率的线性函数，然后依据在临界注入下两者之间的正交性，推导出了超平面形式的实用动态安全域的解析表达式。

拟合法和直接法奠定了求解实用动态安全域的基础，但均存在一定的局限性。相较而言，拟合法较为准确，但计算耗时较长，而以直接法为代表的通过解析推导求解超平面形式实用动态安全域边界表达式的方法，虽然在提升实用动态安全域的计算速度上有一定的效果，但是基本上都牺牲了部分计算精度。因此，实用动态安全域的计算方法依然存在快速性和准确性难以两全的问题。

发明内容

本发明针对现有动态安全域边界的计算方法的不足，提出了快速生成实用动态安全域边界的混合数据驱动法。考虑到不同发电机组出力变化对暂态功角稳定性的影响存在差异，通过分析高维节点注入空间上的海量运行点数据，识别既定故障下影响系统功角稳定性的关键机组，并结合正交选点法构建临界点的有效搜索空间，减少临界点搜索过程中的计算冗余度，快速确定临界点并拟合得到与临界点最佳匹配的实用动态安全域边界，其具体技术方案：一种针对电力系统的快速生成实用动态安全域边界的混合数据驱动法，包括如下步骤：

步骤(1)选定电力系统故障区域；

步骤(2)基于Relief算法识别故障区域的关键机组；

步骤(3)基于正交选点法对故障区域的关键机组计算构建包含大量选点的临界点搜索空间；

步骤(4)基于最小二乘法求取临界点搜索空间态安全域超平面系数生成与临界点最佳匹配的实用动态安全域边界。

进一步，所述步骤(2)中基于Relief算法识别故障区域的关键机组过程：