[发明专利]基于数据知识驱动的主动配电网电压控制方法

权利要求书

1.一种基于数据知识驱动的主动配电网电压控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤1：考虑离散无功调压设备包括有载调压变压器、分组投切电容器以及电压调节器，建立基于二阶锥最优潮流的主动配电网无功优化模型；

所述基于二阶锥最优潮流的主动配电网无功优化模型为：在满足电压约束的前提下实现最小化总运行费用的目标，所述电压约束包括潮流平衡约束、欧姆定律相应约束、节点电压约束、视在功率等式约束；

步骤2：基于步骤1所建立的主动配电网无功优化模型，利用已有负荷和光伏数据进行大数据仿真，形成数据扩充策略，将配电网历史调压策略与数据扩充策略结果结合，通过数据模型建立策略约束，形成可累积的数据知识，建立以配电网网络数据及控制策略为核心的配电网无功电压控制策略知识图谱；

基于配电网系统数据构建配电网无功电压控制策略知识图谱，所述配电网系统数据包括配电网历史数据和仿真数据中的有功数据、无功数据、分布式电源、负荷预测时间序列数据及调压设备的最优档位；所述知识图谱包括实体、实体关系、属性，所述实体包括配电网无功调压设备状态、配电网系统数据、动作策略及策略结果，所述实体关系为调压设备状态、系统数据空间、控制策略、电网参数结果依次相连；

步骤3：基于步骤2所构建的配电网无功电压控制知识图谱，以当前网络状态匹配知识图谱中的相似状态，采用改进时间序列相似数据检索算法，通过相似度计算、分段校验、斜率校验，匹配控制策略及参数结果，进行安全校验和优化求解，生成控制策略并更新配电网无功电压控制知识图谱中的状态策略。

2.基于权利要求1所述的基于数据知识驱动的主动配电网电压控制方法，其特征在于：它还包括如下步骤：

步骤4：增加人机交互在线决策，对于时间尺度、设备动作及关键点电压实现控制。

3.基于权利要求1所述的基于数据知识驱动的主动配电网电压控制方法，其特征在于：所述总运行费用包括线路损耗、有载调压变压器切换损耗、电压调节器切换损耗和分组投切电容器切换损耗；

所述最小化总运行费用表达式为：

其中，表示在时间t内运行的线路有功损耗，C_p为损耗的切换损耗系数，C_OLTC为有载调压变压器的切换损耗系数，C_CB为分组投切电容器的切换损耗系数，C_VR为电压调节器的切换损耗系数，其中，假设配电网无功调压设备切换损耗与切换次数成正比，N_OLTC为有载调压变压器的个数，N_CB为分组投切电容器的个数，N_VR为电压调节器的个数，为时刻t第n个有载调压变压器的档位，为时刻t第n个分组投切电容器的档位，为时刻t第n个电压调节器的档位，T是配电网无功电压控制的运行时间范围；

所述潮流平衡约束表达式为：

所述欧姆定律相应约束表达式为：

其中，PG^t表示时刻t内线路的有功出力，QG^t表示时刻t内线路的无功出力，QD^t表示时刻t内线路的无功需求，u^t表示t时刻所有节点电压幅值的平方构成的向量，表示t时刻节点i处电压幅值的平方，l^t表示t时刻所有线路电流幅值的平方构成的向量，表示t时刻链接节点i和节点j的线路上电流幅值平方，Tp^t表示所有配电网无功调压设备档位数据构成的向量，P^t表示时刻t内线路的有功潮流，Q^t表示时刻t内线路的无功潮流，P_ij和Q_ij分别表示连接节点i和节点j的线路上有功和无功潮流，表示任意时间t；

所述节点电压约束表达式为：

其中，u表示电压幅值平方的上限，表示电压幅值平方的下限，N为节点集合，表示任意节点；

所述视在功率等式约束模型的二次等式松弛为不等式约束，表达式为：

其中，表示在t时刻链接节点i和节点j的线路上的有功功率，表示在t时刻链接节点i和节点j的线路上的无功功率，l_ij表示链接节点i和节点j的线路上电流幅值平方，u_i表示节点i处电压幅值的平方；

有载调压变压器及分组投切电容器频繁动作会影响寿命，因此对其在调度周期T_D内的切换次数及档位进行限制，求解无功调压模型求解变为一个混合整数非线性问题，利用已有负荷和光伏数据进行大数据仿真，从而得到阶段控制策略。