在线电压安全评估的多重动态决策树方法

利用数据挖掘技术对电力系统在线动态安全进行评估,能够为系统运行控制提供决策指导,防止连续的系统安全问题。提出一种基于相量测量单元（phasor measurementunit,PMU）的在线电压安全评估算法：利用电网数据库已有的数据离线建立电压安全评估决策树,根据PMU的实时采样数据动态对决策树进行更新,形成动态决策树,在线对电压安全进行监控。此外,利用不同的属性集合构建多重决策树,替代原来单一决策树评估,大大提高了决策树分类的准确度和评估的可靠性。结合IEEE 57节点仿真系统,给出多重动态决策树的构建方法以及多重决策树的模型。仿真结果表明,基于PMU的动态多重决策树是一种在线电压安全评估的可行方法。     

交叠概率特征选择在静态电压稳定评估中的应用

针对电力系统电压稳定的高维特征属性,特征选择能有效地降低属性维度。提出了基于交叠概率的静态电压稳定评估特征选择方法,构建用于电压稳定性评估的决策树。以IEEE-39节点测试系统为对象,对样本进行比较,应用结果表明,以该方法对静态电压稳定性相关属性进行特征选择,得到的最简组合在预测静态电压稳定性上具有较高的准确率。     

基于数据挖掘的区域暂态电压稳定评估

针对区域暂态电压稳定评估相关理论还不完善、工程判据可靠性不足等问题,提出了基于数据挖掘的区域暂态电压稳定评估方法,构建了综合考虑单点负荷稳定与多点电压相互影响的2层评价框架。利用节点稳定度量指标及基于辨识的电压无功灵敏度矩阵提取网络原始特征。面对区域暂态电压失稳尚无可靠界定标准的难题,采用基于约束的半监督学习方式对数据集进行可靠分类。基于决策树算法建立逐步更新的分类模型,生成区域暂态电压稳定判据,通过模型挖掘出有关电压分区、代表节点的内在规律。EPRI 36节点系统上的仿真结果证明了评估方案的有效性,以及分类评估模型的适应性和准确性。     

基于模糊神经网络决策树的电压稳定性评估

提出了适用于电力系统电压稳定性评估的模糊神经网络决策树模型。在生成的决策树中引入模糊神经网络技术,构建出模糊神经网络决策树模型。采用模糊神经网络中的前向神经网络BP算法对小分裂样本进行进一步处理。Matlab仿真结果表明,模糊神经网络决策树应用于电压稳定性评估中,与单独应用决策树相比,分类成功率提高了3.3%。同时,由于减小了样本维度,缩短了模糊神经网络的训练时间,更有利于实现在线电压稳定预测。     

基于决策树的复杂电网多谐波源监管

为对复杂电网多谐波源进行有效合理的监管,提出一种基于决策树算法的评估方法。首先对复杂网络进行拓扑分析,实现主环网与辐射子网的分层,完成公共节点的选取。其次,根据公共节点的有功功率方向法,判断出主要谐波责任方,并利用简单的滑动平均的线性滤波方法提取出谐波的快速变化分量,从而计算出谐波阻抗和相应谐波电压以分离出各等效谐波源对关注节点的谐波贡献量。最后,结合决策树算法完成各等效谐波源的数据分类,并根据其相关影响因素提出一种奖罚机制。该方法简化了复杂电网的多谐波源监管,为建立公平有效的谐波惩罚机制和标准以限制和治理谐波污染奠定了理论基础。     

基于分类回归树算法的在线静态电压稳定裕度评估

随着电力负荷的不断增加,电压稳定问题日益凸显;为防止电压失稳,电网运行人员迫切需要了解电网当前的运行状态。提出运用分类回归树算法构建决策树模型,对静态电压稳定裕度进行在线评估。首先根据PV曲线分析和电压稳定裕度计算获得决策树训练样本集;然后通过模态分析和相关系数分析降低属性集的维度,确定训练决策树的输入属性;最后利用离线数据,运用决策树分类回归树算法训练出在线电压稳定裕度的评估规则。以某省实际电网为例对所提方法进行验证,其决策规则具有较高的准确性,能够实时地评估电网运行状态。     

基于模糊决策树的变电站电压无功控制方法研究

变电研制的电压无功控制是保证电能质量和电力系统安全可靠运行的重要措施。本文分析当前电压无功控制方法存在的不足，把模糊决策树应用到这一领域，提出基于模糊决策树的变电站电压无功控制方法。模糊决策树融合了模糊理论和决策树的优点，不仅能很好地解决电压越限的模糊边界问题，而且能依据调压控制的限制条件优化原则和设备保护闭锁等信息进行综合决策，以实现电容器和变压器分接头在变电站各种运行状态下的最佳配全。用于某110kV变电站的实验表明，本方法能提高电压质量，减少设备调节次数，具有良好的控制性能。     

电力系统暂态稳定评估组合模型的比较

组合模型能提高电力系统暂态稳定评估的分类性能。文中构建了12组输入特征,在IEEE 16节点和IEEE 50节点测试系统上生成了24个样本集。提出了一种测试分类综合指标。在24个样本集上比较了单个(神经网络、决策树、K最近邻法和支持向量机)和组合(装袋、提升、堆栈和随机森林)的暂态稳定评估模型测试指标发现,单个评估模型中,K最近邻法分类性能最好;组合方法均能提高分类性能,其中随机森林分类性能最好,其次是堆栈(支持向量机、K最近邻法、决策树)、提升-决策树和装袋-决策树。     

基于风电场动态电压安全决策树体系的SVC紧急控制策略

为克服规模化风电场中磁控电抗器型SVC控制性能的局限性,避免故障切除后无功过补偿,提出了基于风电场动态电压安全决策树体系的SVC紧急控制策略。分别基于决策树中的回归树算法与分类树算法构建风机过电压预测回归树以及风机脱网分类树,形成风电场动态电压安全决策树体系。该决策树体系依据在线信息进行数据挖掘,对风机脱网状况与电压越限情况进行快速预判,并根据预测结果采取合理的电容器退出措施,避免无功过补偿。算例分析表明,所提策略不仅能为电网及风电场运行人员提供风机脱网风险信息与决策参考,还能够降低故障切除后风机因过电压而脱网的风险。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

基于稳定域边界二阶逼近的暂态电压稳定分析

电力系统中暂态电压失稳事故时有发生从而引起电力界广泛关注。目前的暂态电压稳定分析方法尚存在不足之处。本文基于非线性动力学的半张量积方法研究电力系统暂态电压稳定问题,以期在电力系统发生大扰动后快速判断故障后系统的电压稳定性,从而有利于及时采取控制措施避免系统崩溃。论文首先建立了暂态电压稳定分析的系统综合模型,主要包括对暂态电压失稳至关重要的发电机、励磁、感应电动机和输电网四个子系统。在此基础上,提出了基于稳定域边界二阶逼近的暂态电压稳定判据;在一个简单系统进行的实例分析表明所提出的暂态电压失稳判据具有速度快、准确度高及易于计算机实现的特点,具有较高的工程实用性,可望有效判断故障后系统的暂态电压稳定性。     

含直流馈入的弱受端电网暂态电压稳定预防控制

远距离跨区直流输电(HVDC)的大规模应用给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战.针对HVDC馈入后弱受端交流电网面临的暂态电压稳定问题,提出一种暂态电压稳定预防控制方法.建立以改善弱受端电网暂态电压恢复指标为目标函数,以火电机组有功出力、机端电压、直流输送功率为控制变量的暂态电压稳定预防控制优化模型.基于改进差分进化算...     

采用线性决策树的暂态稳定规则提取

为了提高精细规则的性能,提出一种基于支持样本的线性决策树的规则提取方法。该方法筛选临近稳定边界的支持样本,作为决策树的输入样本,精简了样本数目;提出基于线性分类器的决策树方法,以得到基于组合属性的安全稳定运行规则。在单机无穷大系统和IEEE 39节点系统中的对比研究表明：由于考虑了支持样本的特殊性,用线性组合规则代替单属性规则,减少了计算时间,提高了泛化能力,丰富了规则的物理含义,得到的灵敏度信息可用于辅助决策,在安全稳定精细规则提取中具有应用潜力。     

基于交叠概率的暂态电压稳定评估特征选择

针对电力系统的高维特征量,提出了一种能有效降低维数的特征选择方法.该方法以最小概率落入类别间的不可判别区域为原则选取特征组合.算法核心在于特征组合过滤判据的确定,判据的形成基于样本点落入类别间交叠区域的概率,方法简易直观.针对系统的暂态电压稳定评估问题,首先构建了一组暂态电压稳定评估的原始特征属性集,将经特征选择降维后的特征组合作为决策树的输入,并用10倍交叉验证方法对评估结果进行验证.2个标准系统的算例表明,通过该方法对暂态电压稳定评估进行特征选择得到的特征属性组合在电压稳定评估的应用上具有更高的准确率     

数据驱动的电力系统静态电压稳定态势评估

随着电力系统的日益复杂,传统静态电压稳定分析方法难以满足精度和速度要求。为此,提出一种数据驱动的静态电压稳定评估方法。首先,通过仿真工具沿时间轨迹捕捉不同时间断面上的系统状态数据,筛选出与系统电压稳定性关联度较高的特征属性,采用静态负荷有功功率裕度对数据进行标签分类。然后,应用集成多个决策树的随机森林分类器模型将原始状态标签数据转化为稳定信息和行为模型,从数据中感知和学习静态电压稳定行为。最后,通过查询随机森林的分类结果,实现对静态电压稳定性的判断。仿真结果表明,该模型可行有效,适用于静态电压稳定态势评估。     

基于不动点原理的电压稳定性分析方法

目前的电压稳定性分析方法中,基于戴维南等值的阻抗匹配法受到了广泛关注,但相关研究表明,这种方法应用于多负荷系统时可能产生不正确的结果。为此,提出了一种基于不动点原理的电压稳定性分析方法,介绍了经典的电压稳定性分析模型和不动点原理,并阐述了负荷电压稳定性评估判据。该方法具有计算量少、速度快的优点。将所提出的方法与基于戴维南等值的阻抗匹配法进行分析对比,论证了该方法的合理性。采用5机18节点算例系统进行了仿真测试,结果初步验证了基于不动点原理的电压稳定性分析方法的有效性。     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.