一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法，所述方法包括如下步驟：(1)分析與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)，建立配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方案模型；(2)構(gòu)建無(wú)功優(yōu)化方案的高維隨機(jī)矩陣；(3)對(duì)所述高維隨機(jī)矩陣進(jìn)行高維隨機(jī)矩陣譜分析，獲得高維隨機(jī)矩陣的特征根譜分布以及無(wú)功優(yōu)化方案的譜分布特征；(4)基于實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)及譜分析結(jié)果進(jìn)行異常方案檢測(cè)，分析方案是否異常，從而分析對(duì)無(wú)功優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。本發(fā)明建立了無(wú)功優(yōu)化方案高維隨機(jī)矩陣模型，從根本上突破以往對(duì)隨機(jī)因素的假設(shè)和簡(jiǎn)化，提高了無(wú)功優(yōu)化的精確度與處理效率。
【專利說(shuō)明】
-種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種配電網(wǎng)優(yōu)化大數(shù)據(jù)W及檢測(cè)方法，具體設(shè)及一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化 大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)絡(luò)已由采用主干、分線、支線的單向轄射狀供電方式 為主向多分段、多連接供電方式過(guò)渡。傳統(tǒng)的無(wú)功優(yōu)化方法已研究和應(yīng)用多年，但往往需要 某些假設(shè)條件，且容易陷入局部最優(yōu)點(diǎn)，難于得到全局最優(yōu)解。
[0003] 近年來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)得到了各國(guó)政府和全球?qū)W術(shù)界、工業(yè)界的高度關(guān)注和重視，在 各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅猛發(fā)展。隨著大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)的發(fā)展，將基于數(shù)據(jù)建模的理論 分析方法用于電網(wǎng)全局優(yōu)化，W突破W往對(duì)隨機(jī)因素的假設(shè)和簡(jiǎn)化成為可能。
[0004] 隨機(jī)矩陣是在某個(gè)給定概率空間下，W隨機(jī)變量為元素組成的矩陣。而大維數(shù)據(jù) 是指樣本維數(shù)和樣本量W具有相同的階趨向無(wú)窮的數(shù)據(jù)。由于經(jīng)典多元統(tǒng)計(jì)分析理論不再 適用于處理大維數(shù)據(jù)的問(wèn)題，隨機(jī)矩陣?yán)碚撟鳛樘幚泶缶S數(shù)據(jù)行之有效的方法之一，在最 近幾十年得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展。將大維隨機(jī)矩陣?yán)碚撘氲脚潆娋W(wǎng)大數(shù)據(jù)分析中，合 理利用隨機(jī)矩陣相關(guān)理論，如特征根譜分析、中屯、極限定理等，對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)進(jìn) 行分析和處理，是解決大數(shù)據(jù)架構(gòu)下配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)新路徑。傳統(tǒng)配電網(wǎng)無(wú)功 優(yōu)化的研究中往往需要某些假設(shè)條件，且容易陷入局部最優(yōu)點(diǎn)，難于得到全局最優(yōu)解的問(wèn) 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異 常方案檢測(cè)方法，本發(fā)明建立了無(wú)功優(yōu)化方案高維隨機(jī)矩陣模型，從根本上突破W往對(duì)隨 機(jī)因素的假設(shè)和簡(jiǎn)化，提高了無(wú)功優(yōu)化的精確度與處理效率。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0007] -種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法，所述方法包括如下步驟：
[0008] (1)分析與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)，建立配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方案模型；
[0009 ] (2)構(gòu)建無(wú)功優(yōu)化方案的高維隨機(jī)矩陣；
[0010] (3)對(duì)所述高維隨機(jī)矩陣進(jìn)行高維隨機(jī)矩陣譜分析，獲得高維隨機(jī)矩陣的特征根 譜分布W及無(wú)功優(yōu)化方案的譜分布特征；
[0011] (4)基于實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)及譜分析結(jié)果進(jìn)行異常方案檢測(cè)，分析方 案是否異常，從而分析對(duì)無(wú)功優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)包括:配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù) 據(jù)和優(yōu)化控制數(shù)據(jù)，所述配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括配電網(wǎng)分區(qū)域母線電壓數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)和電 流數(shù)據(jù)，所述優(yōu)化控制數(shù)據(jù)包括:經(jīng)過(guò)無(wú)功優(yōu)化后的配電變壓器分接頭投切控制序列和無(wú) 功補(bǔ)償電容投切控制序列。
[0013] 優(yōu)選的，所述無(wú)功優(yōu)化方案模型W節(jié)點(diǎn)為優(yōu)化單元，表示如下：
[0014] ["節(jié)點(diǎn)ID V線路號(hào)V始端"，"末端"，"時(shí)標(biāo)V電流"，"始端節(jié)點(diǎn)號(hào)"，"末端節(jié)點(diǎn) 號(hào)"，"有功功率"，"無(wú)功功率"，"電壓幅值"，"電壓相角"，"變壓器型號(hào)"，"分接頭投切序 列"，"無(wú)功補(bǔ)償電容投切序列"]
[0015] 式中，"節(jié)點(diǎn)I護(hù)為無(wú)功補(bǔ)償數(shù)據(jù)模型的關(guān)鍵字，用于標(biāo)識(shí)優(yōu)化單元，其它字段為無(wú) 功優(yōu)化方案的各項(xiàng)特征。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述高維隨機(jī)矩陣表示為：
[0017]
(1)
[001引式中，X為一個(gè)nXm維隨機(jī)矩陣，每個(gè)分量Xis(t)為一個(gè)時(shí)間序列，Xis(t)表示第i 個(gè)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)第S個(gè)特征量t時(shí)間的數(shù)值，i = l，2,. . .，n，s = l，2,. . .，m，t = l，2,. . .，T。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟(3)包括如下步驟：
[0020] 步驟3-1、所述高維隨機(jī)矩陣X={xis}nxm為標(biāo)準(zhǔn)非化rmitian隨機(jī)矩陣，其中元素 Xis滿足獨(dú)立分布，并且期望E(Xis) =0,標(biāo)準(zhǔn)差O (Xis) = 1，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)非Hermitian隨機(jī)矩陣序 列{、}〇 = 1，2,3, ? ? ?，L)，存在奇異值等價(jià)于矩陣序列{Xuj}(j = l，2,3, ? ? ?，L)滿 足
[0021] 巧.）
[002^ 式中，種、的為Xj、Xu,J的共輛轉(zhuǎn)置，Xuj為隨機(jī)矩陣序列Xj的奇異值等價(jià)序列，Xu,J 為n維方陣，隨機(jī)矩陣序列(?}的矩陣積的公式如下：
[0023]
(4)
[0024] 式中，L為自然數(shù)；
[0025] 步驟3-2、將矩陣積Z經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化變換，轉(zhuǎn)化到其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)矩陣積Zu= {Zis}nxn，標(biāo) 準(zhǔn)矩陣積元素滿足期望E( Zis) = 0，標(biāo)準(zhǔn)差O (Zis) = 1/n;
[00%] 步驟3-3、當(dāng)矩陣行列比c = n/m保持不變，且n和m趨近于無(wú)窮大時(shí)，Zu的特征值\ 的經(jīng)驗(yàn)譜分布收斂到單環(huán)定律，概率密度函數(shù)
[0027]
(5)
[002引式中，矩陣行列比c = n/mG(0，l]，在復(fù)平面內(nèi)，Zu的特征值\分布在內(nèi)徑為 (i_rr、外徑為1的圓環(huán)范圍內(nèi)；
[0029] 步驟3-4、設(shè)定最小置信度e(〇<e<l)，基于正常歷史無(wú)功優(yōu)化方案，選取最小的 正整數(shù)L，使得無(wú)功優(yōu)化方案隨機(jī)矩陣對(duì)應(yīng)的Zu的特征值\分布在單環(huán)內(nèi)的概率大于e，計(jì) 算從而得到無(wú)功優(yōu)化方案隨機(jī)矩陣的譜分布。
[0030] 優(yōu)選的，所述步驟(4)包括如下步驟：
[0031] 步驟4-1、設(shè)定比例p(0<p<l)，輸入新的無(wú)功優(yōu)化方案樣本，進(jìn)行譜分析；
[0032] 步驟4-2、判斷特征值分布在內(nèi)徑為(I-<.V、外徑為I的圓環(huán)范圍外的概率與P的大 小，若所述概率小于或等于P，則輸入新的無(wú)功優(yōu)化方案樣本正常，否則為異常。
[0033] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果：
[0034] 本發(fā)明建立的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)模型綜合考慮了配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的時(shí)空特性、 空間特性、量值特性，建立的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，可為全局無(wú)功優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
[0035] 本發(fā)明基于無(wú)功優(yōu)化方案的高維隨機(jī)矩陣構(gòu)建方法，建立了無(wú)功優(yōu)化方案高維隨 機(jī)矩陣模型，從根本上突破W往對(duì)隨機(jī)因素的假設(shè)和簡(jiǎn)化，提高了無(wú)功優(yōu)化的精確度與處 理效率；
[0036] 本發(fā)明提出了基于高維隨機(jī)矩陣譜分析的異常方案檢測(cè)方法可W快速有效地對(duì) 實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化方案進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化分析。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是本發(fā)明配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0039] 如附圖1所示，本發(fā)明針對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題提出一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù) 建模及異常無(wú)功補(bǔ)償方案檢測(cè)方法包括四個(gè)步驟，首先基于配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)的來(lái) 源，分析智能監(jiān)測(cè)終端、營(yíng)銷系統(tǒng)、SCADA/EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等數(shù)據(jù)源所采集到的配電 網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間、空間、量值等特性，考慮配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化實(shí)際情況，提取與無(wú)功 優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)，建立配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方案的數(shù)據(jù)模型，然后基于無(wú)功優(yōu)化方案的高維隨 機(jī)矩陣構(gòu)建方法，建立無(wú)功優(yōu)化方案高維隨機(jī)矩陣模型；在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化數(shù)據(jù)源建模W 及高維隨機(jī)矩陣建模的基礎(chǔ)上，基于高維隨機(jī)矩陣特征根譜分布及其特征提取技術(shù)，采用 歷史數(shù)據(jù)分析提煉配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方案的特征，最后，基于無(wú)功優(yōu)化方案的特征，對(duì)新的實(shí) 時(shí)方案或者仿真方案進(jìn)行檢測(cè)，判斷新的方案是否異常，具體包括W下步驟：
[0040] 步驟1:分析與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括影響無(wú)功功率的主要因素及無(wú)功 優(yōu)化的主要指標(biāo)，基于配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)的來(lái)源，分析不同來(lái)源的數(shù)據(jù)的采集方式、傳 輸方式、存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)模型(信息模型），進(jìn)而分析配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間、空間、量 值等特性，考慮配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化實(shí)際情況，從不同的系統(tǒng)中，根據(jù)無(wú)功優(yōu)化的需求，提取與 無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括配電網(wǎng)分區(qū)域母線電壓數(shù)據(jù)(包括幅值和相角）、負(fù)荷數(shù)據(jù)(有功 功率、無(wú)功功率）W及電流數(shù)據(jù)（電流)等配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，W及經(jīng)過(guò)無(wú)功優(yōu)化后的配電變壓 器分接頭投切控制序列和無(wú)功補(bǔ)償電容投切控制序列。對(duì)所提取的無(wú)功優(yōu)化相關(guān)進(jìn)行統(tǒng)一 建模，建立配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方案的數(shù)據(jù)模型。
[0041] 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展與普及，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛，大多數(shù)區(qū)域性配電網(wǎng)中含有 多個(gè)管理系統(tǒng)，包含配電自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電網(wǎng)氣象信息系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè) 管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、配變負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)、營(yíng)銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)等。其中， 與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)包括:配電網(wǎng)分區(qū)域母線電壓數(shù)據(jù)(包括幅值和相角）、負(fù)荷 數(shù)據(jù)(有功功率、無(wú)功功率）W及電流數(shù)據(jù)（電流)等配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，W及經(jīng)過(guò)無(wú)功優(yōu)化后 的配電變壓器分接頭投切控制序列和無(wú)功補(bǔ)償電容投切控制序列等優(yōu)化控制數(shù)據(jù)。由于配 電網(wǎng)母線負(fù)荷分布在空間和時(shí)間上均存在隨機(jī)特性，導(dǎo)致配電網(wǎng)母線電壓、電流也具有隨 機(jī)分布特性，由運(yùn)些具有隨機(jī)分布特性數(shù)據(jù)所構(gòu)成配電網(wǎng)數(shù)據(jù)源稱為配電網(wǎng)隨機(jī)數(shù)據(jù)源。 W節(jié)點(diǎn)為優(yōu)化單元的無(wú)功優(yōu)化方案的數(shù)據(jù)模型如下所示：
[0042]
["節(jié)點(diǎn)化線路號(hào)"，"始端"，"市端"，"時(shí)巧"，"電流"，"始端節(jié)點(diǎn)號(hào)"，"末端巧點(diǎn)號(hào)"，"有功功率"， "古功巧率"，"電圧幅值"，"電壓相角"，"變壓器型號(hào)"，"分接頭巧切序列寸:功補(bǔ)償電容投切序列"]
[0043] 式（1)中，"節(jié)點(diǎn)ID"為無(wú)功補(bǔ)償數(shù)據(jù)模型的關(guān)鍵字，用于標(biāo)識(shí)優(yōu)化單元，其它字段 為無(wú)功優(yōu)化方案的各項(xiàng)特征。
[0044] 步驟2:構(gòu)建無(wú)功優(yōu)化方案的高維隨機(jī)矩陣；
[0045] 在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都看作一個(gè)無(wú)功優(yōu)化單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)自 各個(gè)數(shù)據(jù)采集及管理系統(tǒng)，將攜帶GPS統(tǒng)一時(shí)間戳的不同電氣特征量源源不斷的傳輸?shù)娇?制中屯、，運(yùn)些特征量在地域上分別來(lái)自不同地點(diǎn)的系統(tǒng)，具備空間特性;在時(shí)間上，是按照 時(shí)間順序采樣的數(shù)據(jù)，即時(shí)序數(shù)據(jù);將上述二者特性結(jié)合起來(lái)，成為配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù) 的主要構(gòu)成。
[0046] 在配電系統(tǒng)中，對(duì)n個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化，選取m個(gè)特征為參考指標(biāo)，時(shí)間長(zhǎng)度為T(mén)， xis(t)表示第i個(gè)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)第S個(gè)特征在t時(shí)間的數(shù)值，即構(gòu)成主要數(shù)據(jù)形式。在該無(wú)功優(yōu)化 數(shù)據(jù)中，可W用一個(gè)高維隨機(jī)矩陣的形式來(lái)表示，如表1所示：
[0047] 表1WMS大數(shù)據(jù)隨機(jī)矩陣表示
[004引
[0
[0051] 式(2)中，X為一個(gè)nXm維隨機(jī)矩陣，每個(gè)分量xis(t)為一個(gè)時(shí)間序列，W下簡(jiǎn)寫(xiě)為
[0
[0052] 步驟3:基于歷史優(yōu)化方案進(jìn)行高維隨機(jī)矩陣譜分析，獲得高維隨機(jī)矩陣的特征根 譜分布，從而獲得無(wú)功優(yōu)化方案的譜分布特征；
[0053] 依據(jù)隨機(jī)矩陣?yán)碚摚瑢?duì)于正常歷史方案，該方案協(xié)方差矩陣的特征值分布滿足M-P 定律，即所有特征值集中在一個(gè)圓環(huán)內(nèi)，且內(nèi)環(huán)與外環(huán)半徑是與異常方案無(wú)關(guān)的確定量。當(dāng) 存在異常方案時(shí)，一些特征值必定落在圓環(huán)的外側(cè)，通過(guò)分析特征值的譜分布可實(shí)現(xiàn)異常 方案檢測(cè)。
[0054] 矩陣X={xis}nxm為標(biāo)準(zhǔn)非化rmitian隨機(jī)矩陣，其中元素 Xis滿足獨(dú)立分布，并且期 望E(Xis) = 0，標(biāo)準(zhǔn)差日（Xis) = 1，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)非Hermitian隨機(jī)矩陣序列Uj} (j = 1，2， 3, ? ? ?，L)，存在奇異值等價(jià)矩陣序列{Xu,j}(j = l，2,3, ? ? ?，L)滿足
[0055]
婦）
[0056] 其中，軒，片,.為Xj、Xuj的共輛轉(zhuǎn)置，Xu,功隨機(jī)矩陣序列而的奇異值等價(jià)序列，Xu,J 為n維方陣，則隨機(jī)矩陣序列(?}的矩陣積可定義
[0化7]
(4)
[005引其中L為自然數(shù)。將矩陣積Z經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化變換，轉(zhuǎn)化到其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)矩陣積Zu, Zu = {zis}nxn，標(biāo)準(zhǔn)矩陣積元素滿足期望E(Zis) = 0,標(biāo)準(zhǔn)差O(Zis) = l/n。當(dāng)矩陣行列比C = n/m保 持不變，且n和m趨近于無(wú)窮大時(shí)，Zu的特征值\的經(jīng)驗(yàn)譜分布收斂到單環(huán)內(nèi)，概率密度函數(shù) 為：
[0化9]
(S)
[0060] 其中矩陣行列比c = n/mG(0，l]，在復(fù)平面內(nèi)，Zu的特征值4"大致分布在內(nèi)徑為 (1-"^、夕帷化的圓環(huán)范圍內(nèi)。
[0061] 設(shè)定最小置信度e(0<e<l)?；谡v史無(wú)功優(yōu)化方案，選取最小的正整數(shù)L， 使得無(wú)功優(yōu)化方案隨機(jī)矩陣對(duì)應(yīng)的Zu的特征值4分布在單環(huán)內(nèi)的概率大于e。計(jì)算 從而得到無(wú)功優(yōu)化方案隨機(jī)矩陣的譜分布。
[0062] 步驟4:基于實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)及譜分析結(jié)果進(jìn)行異常方案檢測(cè)，分析 方案是否異常，從而分析對(duì)無(wú)功優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。
[0063] 設(shè)定一個(gè)比例p(0命<1)，輸入新的無(wú)功優(yōu)化方案樣本，進(jìn)行譜分析，若特征值分布 在內(nèi)徑為外徑為1的圓環(huán)范圍外的概率小于或等于P，則判斷新的樣本數(shù)據(jù)正常，反 之，若特征值分布在內(nèi)徑為外徑為1的圓環(huán)范圍外的概率大于P，則判斷新的樣本數(shù) 據(jù)異常，需要更改分接頭投切序列值或無(wú)功補(bǔ)償電容投切序列值，形成新的無(wú)功優(yōu)化方案， 進(jìn)行異常檢測(cè)，直到找到正常的無(wú)功優(yōu)化方案。
[0064] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：W上實(shí)施例僅用W說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡 管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然 可W對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)建模及異常方案檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟： (1) 分析與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān)的數(shù)據(jù)，建立配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方案模型； (2) 構(gòu)建無(wú)功優(yōu)化方案的高維隨機(jī)矩陣； (3) 對(duì)所述高維隨機(jī)矩陣進(jìn)行高維隨機(jī)矩陣譜分析，獲得高維隨機(jī)矩陣的特征根譜分 布W及無(wú)功優(yōu)化方案的譜分布特征； (4) 基于實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)及譜分析結(jié)果進(jìn)行異常方案檢測(cè)，分析方案是 否異常，從而分析對(duì)無(wú)功優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟（1)中，所述與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化相關(guān) 的數(shù)據(jù)包括:配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和優(yōu)化控制數(shù)據(jù)，所述配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括配電網(wǎng)分區(qū)域母 線電壓數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，所述優(yōu)化控制數(shù)據(jù)包括:經(jīng)過(guò)無(wú)功優(yōu)化后的配電變壓器 分接頭投切控制序列和無(wú)功補(bǔ)償電容投切控制序列。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟（1)中，無(wú)功優(yōu)化方案模型W節(jié)點(diǎn)為 優(yōu)化單元，表示如下： ["節(jié)點(diǎn)ID"，"線路號(hào)"，"始端"，"末端"，"時(shí)標(biāo)"，"電流"，"始端節(jié)點(diǎn)號(hào)"，"末端節(jié)點(diǎn) 號(hào)"，"有功功率"，"無(wú)功功率"，"電壓幅值"，"電壓相角"，"變壓器型號(hào)"，"分接頭投切序 列"，"無(wú)功補(bǔ)償電容投切序列"] 式中，"節(jié)點(diǎn)ID"為無(wú)功補(bǔ)償數(shù)據(jù)模型的關(guān)鍵字，用于標(biāo)識(shí)優(yōu)化單元，其它字段為無(wú)功優(yōu) 化方案的各項(xiàng)特征。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述高維隨機(jī)矩陣表示為：(1) 式中，X為一個(gè)nXm維隨機(jī)矩陣，每個(gè)分量xis(t)為一個(gè)時(shí)間序列，xis(t)表示第i個(gè)優(yōu)化 節(jié)點(diǎn)第S個(gè)特征量t時(shí)間的數(shù)值，i = l，2,. . .，n，s = l，2,. . .，m，t = l，2,…，Τ。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下步驟： 步驟3-1、所述高維隨機(jī)矩陣X= {xis}nxm為標(biāo)準(zhǔn)非化rmitian隨機(jī)矩陣，其中元素 xis滿 足獨(dú)立分布，并且期望E (Xis) = 0，標(biāo)準(zhǔn)差σ (xis) = 1，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)非化rmi t ian隨機(jī)矩陣序列 {的}〇 = 1，2,3^-，山，存在奇異值等價(jià)于矩陣序列村。^}〇 = 1，2,3，-，，1^滿足C3') 式中，、抑為Xj、Xuj的共輛轉(zhuǎn)置，Xu,功隨機(jī)矩陣序列、的奇異值等價(jià)序列，Xu,功η 維方陣，隨機(jī)矩陣序列(?}的矩陣積的公式如下：14) 式中，L為自然數(shù)； 步驟3-2、將矩陣積Z經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化變換，轉(zhuǎn)化到其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)矩陣積Zu={zis}nxn，標(biāo)準(zhǔn)矩 陣積元素滿足期望E( Zis) = 0，標(biāo)準(zhǔn)差σ (Zis) = 1/n; 步驟3-3、當(dāng)矩陣行列比c = n/m保持不變，且η和m趨近于無(wú)窮大時(shí)，Zu的特征值\的經(jīng)驗(yàn) 譜分布收斂到單環(huán)定律，概率密度函數(shù)C5) 式中，矩陣行列比c = n/me(〇，l]，在復(fù)平面內(nèi)，Zu的特征值4分布在內(nèi)徑為g._0!、外 徑為1的圓環(huán)范圍內(nèi)； 步驟3-4、設(shè)定最小置信度ε(〇<ε<1)，基于正常歷史無(wú)功優(yōu)化方案，選取最小的正整 數(shù)L，使得無(wú)功優(yōu)化方案隨機(jī)矩陣對(duì)應(yīng)的Zu的特征值\分布在單環(huán)內(nèi)的概率大于ε，計(jì)算 從而得到無(wú)功優(yōu)化方案隨機(jī)矩陣的譜分布。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟(4)包括如下步驟： 步驟4-1、設(shè)定比例p(0<p<l)，輸入新的無(wú)功優(yōu)化方案樣本，進(jìn)行譜分析； 步驟4-2、判斷特征值分布在內(nèi)徑為外徑為1的圓環(huán)范圍外的概率與P的大小，若 所述概率小于或等于P，則輸入新的無(wú)功優(yōu)化方案樣本正常，否則為異常。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK106099945SQ201610576087
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日 公開(kāi)號(hào)201610576087.6, CN 106099945 A, CN 106099945A, CN 201610576087, CN-A-106099945, CN106099945 A, CN106099945A, CN201610576087, CN201610576087.6
【發(fā)明人】胡麗娟, 盛萬(wàn)興, 劉科研, 孟曉麗, 刁贏龍, 賈東梨, 董偉杰, 李雅潔, 何開(kāi)元, 葉學(xué)順, 唐建崗
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司