基于图强化学习的配电网故障恢复决策

针对配电网拓扑变化时启发式等算法在配电网故障恢复决策中求解效果与适应性变差的问题,提出了一种基于图强化学习的故障恢复决策方法。首先,利用图数据表征故障恢复中的决策信息,包括配电网拓扑结构与电气特征信息。然后,在图强化学习模型中设置前置图神经网络接收图数据输入,应对故障恢复过程中配电网的拓扑变化。最后,由内嵌图神经网络的强化学习智能体输出最终故障恢复策略以提高决策速度。采用改进的PG&E 69节点配电网算例进行验证,结果表明所提算法求解速度达到毫秒级,较启发式和遗传算法在求解效率上提高了6%～7%,故障恢复策略的负荷恢复率也更高。     

基于图注意力网络的配电网故障定位方法

基于人工智能的电网故障诊断技术已经有了大量的研究成果,但配电网拓扑变化频繁,而传统人工智能方法高度依赖训练数据,给配电网的故障定位问题带来了困难.提出了一种基于图注意力网络(graph attention network,GAT)的配电网故障定位方法.将配电网的电气节点和线路映射为图注意力网络中图的顶点和边,根据相邻顶...     

基于图计算的交直流混合配电网优化调度

为应对含高比例光储的交直流混合配电网的统一建模和协同计算问题，构建了基于图计算的交直流混合配电网优化调度模型。首先，将交直流混合配电网中的设备抽象为图的顶点，建立了面向对象的交直流混合配电网图模型。其次，基于该图模型构建了含高比例光储的交直流混合配电网的协同调度模型，并推导了以顶点为中心的交直流混合配电网图计算方法，通过模型的分解和顶点并行计算提升模型的计算效率和可解性并保护用户隐私。最后，通过算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于生成对抗网络与局部电流相量的配电网拓扑鲁棒辨识

有源配电网运行方式切换频繁且其量测受噪声影响,要求其拓扑辨识具有实时性和鲁棒性,但传统方法驱动的有限观测条件下拓扑辨识是非确定性多项式(NP)难问题。文中提出一种基于生成对抗网络与局部电流相量的配电网拓扑鲁棒辨识方法。为解决传统监督学习在未知拓扑辨识任务下泛化能力差的问题,通过梯度惩罚优化的条件生成对抗网络(CGAN)学习由线路电流幅值、相角和节点负荷伪测量映射的拓扑分布。同时,以一维卷积神经网络构建生成器,有效利用连续观测窗中时序电流数据,增强算法的抗噪和抗数据缺失性能。此外,仅局部的电流信息需求大幅降低了配电网可观性改造投资。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于量测反馈的交直流混合微电网分布式指令追踪方法

交直流混合微电网是实现分布式能源并网的有效手段。并网运行的微电网应准确、快速地追踪配电网关于公共连接点的调度指令。常见追踪方法存在计算耗时较长和易受模型与控制误差干扰等问题,追踪效果有时欠佳。为此,提出了基于量测反馈的分布式追踪方法：在模型层面,考虑了交流侧三相不平衡、交直流侧功率耦合和网络安全约束;在方法层面,通过非迭代计算模式得到了分布式能源输出功率设定值,提高了追踪的快速性,同时引入量测反馈降低了模型误差和非迭代计算模式带来的误差影响,提升了追踪精度。仿真表明,通过所提方法,即使在一定的通信时延和分布式能源出力波动的干扰下,交直流混合微电网依然可以准确、快速地追踪配电网调度指令,并保证自身运行安全。所提方法有助于微电网参与电网调度。     

基于有限量测信息的多分支配电线路故障定位方法

准确快速的故障定位对配电系统的运行质量和可靠性至关重要。目前多分支配电系统故障定位方法大多通过在配网中增加量测装置实现，但配电网拓扑结构复杂，监控设备数量有限，大规模安装额外量测设备的成本较高，难以在实际系统中广泛应用。为此，提出了一种基于有限量测信息的多分支配电线路故障定位方法。首先，对多分支配电线路中电气量信息与故障距离的非线性关系进行理论分析，证明了采用深度学习构建映射函数完成故障定位任务的可行性；其次，利用堆栈自编码器和长短期记忆网络建立故障测距模型，降低配电线路多分支对故障定位产生的误差；再次，结合配电自动化系统的量测信息，通过逻辑推理和智能测距模型实现故障线路判定和测距；最后，基于深度迁移学习提出一种智能定位实施方案，以增强所提方法泛化能力。在MATLAB/SIMULINK平台上对所提方法进行测试验证，仿真结果证明了该方法在复杂工况和分布式电源接入条件下的有效性和鲁棒性。研究结果可为现有故障定位方法提供辅助决策功能。     

基于图卷积网络的微电网拓扑辨识

微电网控制器需要及时获取正确的网络拓扑结构,以调整其控制策略,保证微电网稳定安全运行。针对现有电网拓扑辨识方法中辨识准确度低和实时性差的问题,文中提出了一种基于图卷积网络的微电网拓扑辨识方法。首先,将微电网拓扑抽象成线图。然后,根据微电网拓扑的节点特征提取微电网线路的边特征,作为线图的节点特征。进而,利用抽象后线图的邻接矩阵和节点特征训练图卷积网络,得到微电网拓扑辨识模型。最后,通过实验数据验证了所提拓扑辨识方法的有效性。     

基于双重注意力机制的电池SOH估计和RUL预测编解码模型

锂电池的健康状态(SOH)和剩余使用寿命(RUL)精确评估对电池安全稳定运行极为重要，而现有预测模型内部运行机制透明性低，导致评估可靠性较差。文中提出一种基于双重注意力机制的双向长短期记忆网络编解码模型进行SOH估计和RUL预测。编码侧的特征注意力机制和解码侧的时序注意力机制不仅通过动态分配特征和时序信息的权重提升了模型预测精度，还通过可视化权重的方法实现了模型可解释性。最后，利用NASA和CALCE公开的电池数据集进行实验测试，验证了所提方法具有较高的精度和可靠性。     

云计算环境下配电网调度决策模型诱骗式隐私保护方法

随着“新基建”“东数西算”等国家重大工程快速推进，云计算成为新型电力系统调度决策的重要依托手段。针对云计算过程潜藏的信息安全风险，基于主动诱骗理念提出了适配配电网调度决策模型的隐私保护方法。该方法通过构建与真实配电网伴生的随机化虚拟配电网，在防止隐私信息泄露的前提下保持了调度决策模型的稀疏性，进而整体提升云计算效率。首先，结合仿射变换原理，探讨了现有调度决策模型隐私保护方法面临的求解效率低下问题。其次，根据无标度网络模型，设计了伴生虚拟配电网生成方法，并推导了不同配电网结构之间的转换原理，提出了虚拟调度决策模型构建方法。然后，设计了基于双重校验机制的云计算框架，通过不同服务商云计算结果的相互验证，进一步保证结果的正确性和可信度。最后，基于6节点、IEEE 906节点系统进行数值实验，验证了所提方法的有效性和实用性。     

计及量测数据丢失的主动配电网电流保护自适应整定方法

随着逆变型分布式电源大量接入配电网,配电网运行方式灵活多变,给基于定值的三段式电流保护带来了挑战。同时,因配电终端和局域通信易受影响,基于局域通信协作的保护获取的量测数据可能存在缺失及错误问题,影响保护的动作性能。为此,提出了计及量测数据缺失及错误的配电网电流保护自适应整定方法。首先,通过多点量测信息实时感知配电网运行状态,并生成含实时拓扑信息的关联阻抗矩阵,经迭代计算后自适应调整保护定值,从而使得所提保护能够自动适应配电网运行方式的动态变化;然后,提出改进的基于Wasserstein距离生成式对抗网络的缺失数据重构与异常数据修正算法,解决了基于局域通信的配电网自适应电流保护存在的量测数据丢失及错误;最后,通过仿真验证了所提方法的正确性及有效性。     

面向新能源并网的低压用户链路识别算法

针对新能源并网带来的电压特性变化和低压拓扑关系辨识颗粒度细化需求,提出了基于图信号处理的用户链路识别模型。该识别模型利用相邻节点间的电压相似性表征图信号的平滑性,结合节点电流定律对网络结构的约束,克服新能源并网带来的同相用户电压相似性变差的影响;利用图结构固有的链路属性,实现低压拓扑识别下沉至用户之间的上下游连接关系识别。最后,利用真实用户数据搭建仿真模型验证了所提算法的有效性,探讨了所提算法在不同场景下的性能表现,并与已有识别算法进行了比较分析。算例表明,所提算法与已有算法相比,可有效识别用户链路关系,且对新能源并网渗透率和数据误差率有较好的鲁棒性。     

基于状态空间线性变换的主动配电网分布式电压控制

大规模分布式发电的接入使得主动配电网电压控制问题日益凸显。受限于配电网模型参数的精度,传统集中式的电压控制和基于模型的分布式电压控制策略效果受到显著影响。提出了一种基于状态空间线性升维变换的主动配电网分布式电压控制方法。通过矩阵分裂方法实现了海森矩阵的分布式求逆,将分布式控制收敛速提升至超线性收敛。基于Koopman数据驱动方法,利用配电网历史运行数据作为训练样本,构建高维线性精确潮流模型,从而推导得到电压-无功全局灵敏度,以此校正分布式牛顿控制中的迭代方向。算例结果证明,相比依赖于模型的分布式电压控制方法,所提方法具有更快的收敛速度和更优的控制收敛结果,且不受参数不精确问题影响,具有更强的工程适用性。     

考虑光伏出力相关性的主动配电网薄弱环节识别

随着大规模分布式光伏的接入,中低压配电网出现了电压越限、潮流反送等问题,为有效识别含分布式光伏配电网的薄弱环节,提出了考虑分布式光伏出力相关性的概率潮流计算,基于Copula理论和联合分布拒绝采样产生光伏出力相关场景,综合考虑网架状态薄弱和结构薄弱两方面特征建立评估指标体系,有效实现节点和线路的风险刻画。一方面,提出了基于改进重复潮流的主动配电网元件状态薄弱评估指标;另一方面,改进了主动配电网元件的结构薄弱性评估指标,并针对含大规模分布式光伏的配电网提出了基于最小二乘支持向量机的薄弱环节识别方法。最后,通过区域配电网实际数据和仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位

针对灵活接地配电网,提出一种基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位方法。首先基于并联小电阻投入前后的负序电压变化量确定故障区域,其次根据零序电流修正投影比例系数判断故障分支从而确定故障区段,然后利用负序电压变化量测量值与计算值之间的偏差计算故障概率,对比故障区段内各个虚拟节点的故障概率进行精确定位,同时提出一种适用于该区段定位方法的测量点优化布置方案。最后利用PSCAD搭建仿真模型,仿真数据分析验证了所提永久性单相接地故障定位方法的有效性及可靠性。     

电力电子化配电网的柔性度

为衡量智能软开关(SOP)等电力电子装置带给配电网的柔性，提出了电力电子化配电网柔性度的概念。首先，提出了柔性度的概念，即采用柔性电力电子装置后配电网所具备的双向连续的柔性潮流控制能力的相对量度。进而，提出了柔性度的具体定义和计算方法，以配电网柔性区占整个配电网的比例来定义，并计及了柔性潮流控制量的大小。然后，采用典型接线模式和IEEE RBTS-Bus4扩展算例以SOP柔性化改造为例进行验证。通过算例分析了SOP对柔性度的影响规律：柔性区由SOP位置、台数和端口数决定，柔性潮流控制量由馈线接入的SOP容量决定。在此基础上总结得到了SOP的配置原则。最后，定义了单位柔性造价，提出了基于柔性度的配电网柔性化改造的经济评价方法，并结合算例展示了柔性度在SOP规划和分布式发电消纳中的应用。     

基于地震灾害场景的主动配电网多维韧性评估方法

为了分析主动配电网承受破坏性扰动事件以及快速恢复重要负荷的韧性支撑能力,融合相量测量单元（PMU）高精度动态感知能力提出了一种新的以地震灾害场景为背景的主动配电网多维韧性评估方法。阐述了配电网韧性的基本概念及特征,并将地震作为极端事件代表,构建了反映配电线路故障率与地震动峰值加速度加权均值的模型,继而采用非序贯蒙特卡罗抽样和K-means++聚类算法筛选出代表性的地震场景;基于系统配置的PMU的强感知力建立反映韧性电网应变力、防御力、恢复力和协同力的评估指标,形成韧性多维特征空间,进而利用事件集点簇中心与最优韧性点的加权欧氏距离评估系统多维综合韧性;分析增强电力线路强度、提高联合系统中分布式电源可供容量这2种措施对系统韧性提升的影响,挖掘韧性电网对抗震防灾的学习力。最后,通过改进的PG&E69系统验证所提方法的有效性和准确性。     

基于深度信念网络伪量测建模的配电网状态估计

针对配电网实时量测不足需要增加伪量测以提高量测冗余度的情况,提出基于深度信念网络(DBN)伪量测建模的配电网状态估计方法。利用多种类型负荷的历史数据及对应温度、日期类型对DBN进行训练,训练完成后输入测试数据得到精度较高的伪量测;基于改进的等效电流量测变换法进行配电网状态估计,以线性约束的形式处理虚拟量测。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

多端环型海底观测网供电系统故障主动定位方法

多端环型海底观测网供电系统量测节点与数据有限，难以准确定位故障分支和故障点，给系统修复带来了极大的困难。文中提出了基于附加量测节点的故障主动定位方法,根据海底观测网的多端环型结构特点，计算端对端最长连通路径，并基于环网分解点，确定数量最小化的附加量测节点位置。对原有和附加量测节点进行编号，依次选择不同量测节点计算供电系统所有节点电压。利用电压差搜索建立故障位置判断矩阵，对矩阵元素取算术平均值降低误差影响，得到精确的故障位置。建立“海王星”海底观测网PSCAD/EMTDC仿真模型，验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断

为提高配电网保护动作信息丢失时故障诊断的准确率及容错性，提出了基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断方法。首先，考虑故障发生时近后备保护对可疑故障元件故障诊断的影响，对可疑故障元件的各个故障蔓延方向进行建模；其次，在专家经验的基础上采用随机数对模型输入权值进行随机赋值；最后，在保护动作信息丢失时，跟踪改变可疑故障元件保护未动作的可信度取值，并分析该故障诊断方法的适应性与容错性。仿真结果表明，所提基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断模型在信息不完备或者保护及断路器拒动时，均具有较高的故障诊断准确率。     

基于触发同步的配电网信息物理系统实时仿真方法

配电网信息物理系统（CPS）仿真需要实现电力物理系统与信息通信系统的联合仿真,同步接口是实现两者之间联合仿真的关键。配电网CPS实时仿真的精度高,但容易因计算规模过大、交互频率过高导致仿真产生“超时”现象,从而降低仿真精度。为了提升配电网CPS实时仿真的效率,建立了有源配电网的物理系统模型与信息通信系统模型,考虑物理、信息通信、信控3个仿真子系统的仿真交互需求,提出了包含管理层、仿真层、交互层的配电网CPS实时仿真架构。针对信息通信仿真子系统与物理仿真子系统之间的数据交互问题,通过事件触发下调节信息通信与物理仿真子系统之间数据交互的周期步长,提出了基于触发同步的有源配电网CPS的实时交互仿真方法,在保证精度的前提下,降低了配电网信息物理仿真接口所需的交互频次,提升了配电网CPS实时仿真的效率。算例分析结果表明,所提有源配电网信息物理交互同步方法能够有效保证配电网CPS仿真的精度,避免无效的交互计算,提高CPS联合仿真的效率。