基于元胞自动机的电力系统自组织临界特性仿真模型

将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真研究了电网故障的传播演化过程,并对电网故障的自组织临界性（SOC）进行了验证。     

基于蚁群元胞自动机理论的城市饱和负荷预测

随着中国经济的不断发展,城市饱和负荷的研究对未来电网发展的规划具有重大意义。介绍蚁群算法与元胞自动机的基本原理,通过组合两者的优点,建立蚁群元胞自动机的饱和负荷预测模型。该模型从土地性质转移角度出发,基于元胞自动机理论,提出土地性质元胞的转换规则,结合蚁群优化算法,得出土地性质转移率。并且通过S曲线法分析不同土地性质下饱和密度的状况。通过对某城市现状进行案例分析,论证了该方法的科学性。     

基于元胞自动机理论的电力负荷空间分布预测

根据元胞自动机(CA)的基本理论及其在城市动态演化模拟中的应用，提出了新的电力负荷空间分布预测方法。该方法从元胞自动机的基本定义出发，研究了CA理论对于电力负荷空间分布预测的适用性，提出了电力负荷元胞、元胞样区、元胞时空数据库、样本数据库的概念，制定了考虑多种相关因素的负荷元胞转换规则和相关参数，并进行了简单的试验。算例结果说明了该方法的可行性及其预测结果的合理性。     

基于元胞自动机理论的电力负荷空间分布预测

根据元胞自动机(CA)的基本理论及其在城市动态演化模拟中的应用，提出了新的电力负荷空间分布预测方法。该方法从元胞自动机的基本定义出发，研究了CA理论对于电力负荷空间分布预测的适用性，提出了电力负荷元胞、元胞样区、元胞时空数据库、样本数据库的概念，制定了考虑多种相关因素的负荷元胞转换规则和相关参数，并进行了简单的试验。算例结果说明了该方法的可行性及其预测结果的合理性。     

基于元胞自动机演化的复杂电网脆弱性研究

根据元胞自动机理论在复杂系统中的应用,提出了一种新的复杂电网脆弱性评估方法——从元胞自动机的基本定义出发,建立复杂电力网络节点脆弱度指标的节点脆弱度元胞自动机模型,通过该模型演化得到节点脆弱度指标,并综合考虑电力网络的结构特性、功率特性和相邻节点间的相互影响。最后,通过IEEE39节点系统仿真实现对节点脆弱度的排序,并通过与其它指标的对比验证了该模型的有效性和优越性。     

基于异质元胞自动机的电网停电机理仿真模型

为研究互联电网大停电的机理,提出了异质元胞自动机模型并将其用于模拟互联电网。首先,定义了元胞、同质邻居元胞、异质邻居元胞、元胞自动机模型、元胞自动机状态及故障传递规则;其次,将区域电网用元胞自动机进行模拟,并考虑不同区域电网之间的相互影响,建立了异质元胞自动机模型;随后,在电网受到大扰动和小扰动的情况下,利用异质元胞自动机模型对分区后的IEEE 118节点系统进行停电事故仿真,仿真结果表明各区域电网和整体电网大停电事故的标度-频度满足幂律分布,验证了此模型的可行性;最后,将异质元胞自动机模型与元胞自动机模型进行对比,并结合电网实际数据,结果表明此模型能更好地模拟互联电网大停电事故。     

基于元胞自动机的山火蔓延及电力线路故障概率计算新方法

山火灾害已成为输电线路跳闸停运的重要原因之一。针对当前元胞自动机模型对山火蔓延过程没有考虑元胞的邻域元胞及次邻胞之间的差异,使山火蔓延的模拟精度偏低,导致电力线路在山火灾害下故障概率计算精度低的问题,提出了计及邻域元胞及次邻域元胞蔓延过程中的重叠面积的山火蔓延模拟新算法,并基于该算法得到的火场面积结果,提出电力线路故障概率计算新方法。该山火蔓延新算法计及了不同蔓延情况的重叠面积并提出了相应的计算方法,基于此构建了元胞状态改进转换规则和相应的山火蔓延模拟新算法,获得更为准确的山火蔓延边界及面积;进而提出了基于此的线路故障概率计算新方法,可得到更为准确的山火导致的线路故障概率。算例证明了提出方法的有效性。     

CA模型下的改进D*路径规划算法

为保证室内机器人以低成本在一条无碰有效的路径上移动,提出了基于CA模型的改进D*路径规划算法。结合元胞自动机理论,引入扩展Moore型邻居结构,降低机器人角度变化的最小增量,并为障碍物周围元胞设置碰撞系数,离障碍物越近的元胞被选中的概率越低。采用多个地图针对不同情况进行仿真实验。实验结果表明,在一般环境下,该算法与D*算法相比,转角数目减少36.36%,算法运行时间缩短31.25%,且规划出的路径与障碍物保持安全距离,同时避免了路径穿越障碍物,具有很高的可行性。     

基于Fisher判别和元胞自动机模型的微电网格局计算方法

基于Fisher判别方法和元胞自动机模型提出了一种微电网格局计算方法。建立了微电网元胞空间,运用Fisher判别方法获取微电网元胞空间的宏观演化规则,并根据微电网用户角色的多样化和电力交易决策的不确定性,制定了考虑领域关系的局部演化规则,提出了角色转化概率的概念。在Matlab环境下建立了仿真算例模拟微电网格局的时空动态演化过程。仿真结果验证了该方法对于微电网格局计算以及模拟微电网格局时空动态演化过程的可行性和有效性。     

考虑节点静态电压稳定性的电网元胞自动机故障演化模型

在电力系统大停电过程中往往伴随着电压失稳问题,为了研究停电事故发展机理,从事故演化过程中电网各节点电压变化入手,依据元胞自动机理论进行建模。将节点作为元胞,根据静态电压稳定性理论定义了元胞状态以及转换规则,建立了一种考虑节点静态电压稳定性的电网元胞自动机故障演化模型,并定义了电压稳定裕度指标。在IEEE39节点系统中,利用该模型进行单次停电事故仿真,分析了不同扰动方式下停电事故过程中节点电压稳定裕度的变化。进一步,利用该模型进行了多次停电事故仿真,探究了负荷扰动方式及电网热稳定裕度对各节点电压稳定裕度的影响。     

基于知识图谱与细胞自动机模型的配电网信息系统风险分析

为了刻画配电网中信息系统的风险传播过程,保障电力系统安全可靠运行,利用知识图谱与细胞自动机技术相结合的方法实现对配电网信息系统的风险分析。首先利用知识图谱方法对配电网采集的多源异构信息开展风险知识提取和融合,实现对信息系统风险的静态分析。其次,构建配电网风险分析的细胞自动机模型,设计细胞在正常状态与故障状态之间的转变机制,实现对配电网信息风险发展过程的动态分析。最后结合仿真实验,验证了所提方法能够实现对配电网信息风险跨空间传播过程的有效刻画。     

基于知识图谱与细胞自动机模型的配电网信息系统风险分析

为了刻画配电网中信息系统的风险传播过程,保障电力系统安全可靠运行,利用知识图谱与细胞自动机技术相结合的方法实现对配电网信息系统的风险分析。首先利用知识图谱方法对配电网采集的多源异构信息开展风险知识提取和融合,实现对信息系统风险的静态分析。其次,构建配电网风险分析的细胞自动机模型,设计细胞在正常状态与故障状态之间的转变机制,实现对配电网信息风险发展过程的动态分析。最后结合仿真实验,验证了所提方法能够实现对配电网信息风险跨空间传播过程的有效刻画。     

基于图形处理器加速的电网全网拓扑分析算法

随着电网规模的扩大以及电力系统互联水平的提高,电网分析计算的计算量显著上升.图形处理器(GPU)等并行计算设备能够提高大电网分析的计算效率,但电网分析计算中的串行电网拓扑分析已经成为影响并行算法计算效率的重要因素,亟待得到加速.作为电网拓扑分析加速问题的难点,全网拓扑分析可采用并行算法进行加速.为此,提出了一种基于GP...     

基于宏微观特征分层聚类的配电网拓扑相似性分析方法

提出一种基于宏观与微观拓扑特征分层聚类的配电网拓扑相似性分析方法。首先,构建涵盖宏微观拓扑特征的指标集作为拓扑相似性分析的依据,包括宏观层面的网络社团特性和节点度相关性指标以及微观层面的线路功率传输性能和负荷分布密度指标;针对传统拓扑相似性分析方法难以对变量数不同的微观拓扑特征进行细粒度分析的问题,提出基于核密度估计的微观拓扑特征描述方法和基于Kullback-Leibler散度的微观特征相似性量度方法;再以基于标准离差率改进的谱聚类算法对宏微观拓扑特征集进行分层聚类,实现配电网拓扑相似性分析。算例分析表明,所提出的配电网拓扑相似性分析方法在表征配电网结构特性的能力及相似性分析效果方面相对于传统方法更优。     

基于分治策略的分布式调度自动化系统 稳态监控网络拓扑分析

电网拓扑分析是电网调度自动化系统的一项基础性工作,是联通电网模型和电网分析的桥梁,为电网调度员潮流计算、防误操作等等提供必要的基础数据。随着电网建设,网架结构逐步扩大,亟需一种方法在充分利用计算机资源的基础上实现高效率的网络拓扑分析。提出了一种基于分治思想的电网网络拓扑分析算法,通过结合电网模型的特点以及成熟的图论算法予以实现。同时将面向高级应用服务和面向监控服务的拓扑功能解耦,在不影响电力潮流计算等应用功能的基础上提高调度自动化系统集成效率,最后应用该算法编写并行的分布式电网拓扑分析程序,并展望了其应用前景。     

基于免疫BPSO算法与拓扑可观性的PMU最优配置

以电力系统状态完全可观测和相量测量单元PMU配置数目最小为优化目标,基于PMU的功能特点和电力网络的拓扑结构信息,形成快速且通用的电网拓扑可观测性判别方法,并设计了一种结合免疫系统信息处理机制的二进制粒子群优化算法对目标函数进行求解,该算法综合了粒子群优化算法简单快速和免疫系统种群多样性的优点,明显改善了进化后期算法的收敛性能和全局寻优能力.最后通过对IEEE14和新英格兰39母线系统进行PMU优化配置仿真及量测冗余性分析,验证了本文方法的有效性和优越性.     

基于动态跟踪的站域状态估计算法

厂站内网络拓扑分析关乎整个电力系统拓扑分析的快速性与实效性,因此对厂站内网络拓扑的快速分析和跟踪是一个至关重要的问题。对目前广泛应用于电力系统厂站内网络拓扑分析的主要方法进行了归纳总结,分析了现有跟踪算法的2点不足：在节点邻接矩阵中,开关状态无论是由开到合还是由合到开,其处理方法都相同;对于局部的改变,修改节点的邻接矩阵时需要扫描全网节点。提出一种拓扑跟踪算法的改进算法,仅在开关发生变化的连通片内进行邻接矩阵的修改而不必遍历整个厂站内的节点。最后基于C语言对18节点电力系统进行仿真分析,结果表明,与已有算法相比．本文算法具有很高的实时性,尤其是当网络节点由断开到闭合时,计算步骤仅为3步。     

基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识

含多分布式电源配电网的拓扑结构具有多样性与多变性,影响拓扑辨识的实时性和准确性。提出一种基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识方法。构建结合拓扑分区的配电网拓扑辨识框架,采用区域开关状态矩阵描述拓扑结构,以进行物理上的辨识降维;提出基于CatBoost算法的特征选择与拓扑辨识方法,通过分区并行离线训练得到历史拓扑和未知拓扑的区域拓扑辨识CatBoost模型,通过在线应用得到实时的区域开关状态矩阵标签,形成配电网开关状态矩阵,实现系统拓扑辨识。配电网算例系统测试结果验证了所提方法的有效性。     

基于分段电流特征和随机森林算法的低压配电网拓扑识别方法

低压配电网的拓扑结构对于实现台区线损分析、故障定位、需求响应等应用功能有着重要意义。针对当前低压配网户变关系在线识别难题,提出了一种基于分段电流特征和随机森林算法的低压配电网拓扑识别方法。首先,基于电流特性纵向传导机理,构建电流特征指标体系,并提出基于电流时间序列的分段特征提取方法。其次,根据分段电流特征生成特征向量集,建立基于随机森林算法的拓扑识别模型,可快速有效识别用户连接变压器关系。最后,利用实际配电网的量测数据进行算例分析,结果证明该方法拓扑识别准确率达到98.02%,所需样本时间短,能够快速有效地识别低压配网拓扑关系。     

一种基于分层前探回溯搜索算法的合环回路拓扑分析方法

合环回路拓扑分析是配电网合环电流计算和调控的关键环节.深度优先或广度优先搜索等传统拓扑分析方法应用于合环回路搜索时效率较低.依据配电网合环回路的拓扑特点,提出一种基于分层前探回溯搜索的合环回路拓扑分析方法.首先,对输配电网的公共信息模型及其XML文件进行解析,获得全网的节点-开关模型;其次,对主网按电压等级分层,给出合...