本发明属于配电网状态感知,尤其涉及一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法及系统。
背景技术:
1、随着可再生能源渗透率的不断提高、电动汽车产业规模的持续扩张,大量分布式能源接入后,配电网的运行方式和动态行为愈发复杂,要保障配电系统的安全、可靠、经济运行,亟需提升态势感知水平。
2、配电系统状态感知通常涉及配电系统分布式电源的能源需求、运行方式等隐私数据。传统的配电系统感知利用能量管理系统(ems)和scada系统量测的历史数据感知运行状态,随着量测系统与信息网络结合愈发紧密,量测数据和网络拓扑参数等信息被操作和窃取的风险不断提高。
技术实现思路
1、本发明提供一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法及系统,用于解决量测数据和网络拓扑参数等信息被操作和窃取的风险不断提高的技术问题。
2、第一方面,本发明提供一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,包括:
3、构建三相不平衡配电网状态感知模型,并根据所述三相不平衡配电网状态感知模型对配电网中的历史节点电压幅值和历史电压相角进行静态状态感知,得到历史量测量和历史状态量;
4、将所述历史量测量和所述历史状态量转化为历史配电系统状态感知数据,并将所述历史配电系统状态感知数据归纳至预设的配电系统状态感知数据集中;
5、根据所述配电系统状态感知数据集中的各个历史配电系统状态感知数据对预先构建的自适应联邦学习模型进行训练,得到静态感知网络模型,其中,所述自适应联邦学习模型包括依次连接的中央服务器子模块、配电网子区域服务器子模块和子区域量测设备子模块,所述中央服务器子模块的目标函数的表达式为:
6、,
7、式中,为子区域量测设备子模块,为维变量,为配电网子区域服务器子模块集合,为子区域量测设备子模块的总损失函数,为第一个量测设备的子区域量测设备子模块,为第个量测设备的子区域量测设备子模块,为子区域下子区域量测设备子模块的数量,为子区域的数据集,为量测设备在数据集上的损失值,表示为:
8、,
9、式中,为第j个子区域量测设备子模块在数据集上的损失值,为第j个子区域对应的数据集k的数据,为第j个子区域对应的数据集k的标签,为第j个子区域的网络模型,t为矩阵转置;
10、将当前时刻的实时量测量以及实时状态量输入至所述静态感知网络模型中,所述静态感知网络模型输出得到当前时刻配电网的状态感知结果。
11、第二方面,本发明提供一种分布式新能源接入有源配电网状态感知系统,包括:
12、感知模块,配置为构建三相不平衡配电网状态感知模型,并根据所述三相不平衡配电网状态感知模型对配电网中的历史节点电压幅值和历史电压相角进行静态状态感知,得到历史量测量和历史状态量;
13、转化模块,配置为将所述历史量测量和所述历史状态量转化为历史配电系统状态感知数据,并将所述历史配电系统状态感知数据归纳至预设的配电系统状态感知数据集中;
14、训练模块,配置为根据所述配电系统状态感知数据集中的各个历史配电系统状态感知数据对预先构建的自适应联邦学习模型进行训练,得到静态感知网络模型,其中,所述自适应联邦学习模型包括依次连接的中央服务器子模块、配电网子区域服务器子模块和子区域量测设备子模块,所述中央服务器子模块的目标函数的表达式为:
15、,
16、式中,为子区域量测设备子模块,为维变量,为配电网子区域服务器子模块集合,为子区域量测设备子模块的总损失函数,为第一个量测设备的子区域量测设备子模块,为第个量测设备的子区域量测设备子模块,为子区域下子区域量测设备子模块的数量,为子区域的数据集,为量测设备在数据集上的损失值,表示为:
17、,
18、式中,为第j个子区域量测设备子模块在数据集上的损失值,为第j个子区域对应的数据集k的数据,为第j个子区域对应的数据集k的标签,为第j个子区域的网络模型,t为矩阵转置;
19、输出模块,配置为将当前时刻的实时量测量以及实时状态量输入至所述静态感知网络模型中,所述静态感知网络模型输出得到当前时刻配电网的状态感知结果。
20、第三方面,提供一种电子设备,其包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的分布式新能源接入有源配电网状态感知方法的步骤。
21、第四方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行本发明任一实施例的分布式新能源接入有源配电网状态感知方法的步骤。
22、本申请的分布式新能源接入有源配电网状态感知方法及系统,将历史量测量和历史状态量转化为历史配电系统状态感知数据,并将历史配电系统状态感知数据归纳至预设的配电系统状态感知数据集中,根据配电系统状态感知数据集中的各个历史配电系统状态感知数据对预先构建的自适应联邦学习模型进行训练,得到静态感知网络模型,通过静态感知网络模型进行感知,能够在保证配电系统数据隐私安全的前提下,实现对配电网电压幅值和相角的准确感知。
1.一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,其特征在于,所述根据所述配电系统状态感知数据集中的各个历史配电系统状态感知数据对预先构建的自适应联邦学习模型进行训练,得到静态感知网络模型包括:
3.根据权利要求1所述的一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,其特征在于,所述三相不平衡配电网状态感知模型的非线性量测函数的表达式为:
4.根据权利要求1所述的一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,其特征在于,所述三相不平衡配电网状态感知模型的目标函数的表达式为:
5.根据权利要求1所述的一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,其特征在于,所述历史量测量包括分布式新能源接入有源配电网的节点和支路的有功功率和无功功率;
6.根据权利要求1所述的一种分布式新能源接入有源配电网状态感知方法,其特征在于,所述将所述历史量测量和所述历史状态量转化为历史配电系统状态感知数据包括:
7.一种分布式新能源接入有源配电网状态感知系统,其特征在于,包括:
8.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法。
