一种用于分布式能源模型的校核系统的制作方法

本发明涉及人工智能模型领域，更具体地说，本发明涉及一种用于分布式能源模型的校核系统。

背景技术：

1、分布式能源系统是一种分散的能源系统，包括风能、太阳能、水力发电等可再生能源和传统的燃煤、燃气等非可再生能源。由于分布式能源系统的复杂性和动态性，需要建立准确的分布式能源模型来进行仿真和优化。目前，分布式能源系统模型的校核方法主要包括物理仿真和实验测试两种方式，但这两种方法都存在成本高、耗时长等问题，不适合大规模分布式能源系统的校核。

2、电网要实现可持续发展需依靠可再生能源发电接入的支撑，分布式可再生能源大规模并网，一方面可以大幅减少对传统基于化石能源的集中式发电厂的需求，另一方面在电网灾变条件下还可以对支撑大电网运行和满足负荷供应起到积极的作用，有效地提高了电网供电的安全性和可靠性。国家电网公司发布的《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》中，特别强调了分布的发电并网的问题，并在其中，将分布式电源并网的能源形式扩大到天然气、生物质能、风能等新能源形式。可以预见，随着分布式能源的快速发展，风电和光伏等新能源不断接入电网，电力系统的复杂度和规模不断增大。为了保证电力系统的稳定运行，需要建立一套用于分布式能源模型的校核系统，以保证电力系统的稳定运行。因此，需要一种高效、准确的方法来校核分布式能源模型。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种用于分布式能源模型的校核系统，通过设置设备模型关系校验模块、图模一致性校验模块、电网全景统一模型验证模块，实现了对分布式能源模型的基础台账信息的完整性、合理性、一致性进行校验，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供了一种用于分布式能源模型的校核系统，包括用于运行校核软件的服务器、用于连接服务器和电力系统中各个设备的网络设备、用于采集电力系统中各个设备的实时数据的传感器，校核系统包括设备模型关系校验模块、图模一致性校验模块、电网全景统一模型验证模块；所述设备模型关系校验模块通过对分布式能源系统中各种电力设备之间的拓扑关系进行建模和模拟，对模型中存在的拓扑连接问题进行自动发现、归类和分析，校核和优化以提高分布式能源模型的准确性和可靠性；所述图模一致性校验模块：该模块通过对分布式能源系统中各种电力设备和电力网络拓扑关系的可视化表示，对分布式能源模型的图模一致性进行校验和优化；所述电网全景统一模型验证模块：该模块通过对分布式能源系统中各种电力设备和电力网络拓扑关系进行建模和模拟，对分布式能源模型的全面校核和优化。

3、作为本发明进一步的方案，设备模型间关系校验模块的具体过程如下：

4、设备拓扑关系建模：将分布式能源系统中的各种电力设备之间的拓扑关系进行建模，生成相应的设备拓扑关系模型；

5、拓扑连接关系校验：通过设备拓扑关系一致性校验、设备拓扑关系完整性校验和设备拓扑关系合理性对设备拓扑关系模型进行校验；

6、设备拓扑关系建模：将分布式能源系统中的各种电力设备之间的拓扑关系进行建模，生成相应的设备拓扑关系模型；

7、拓扑连接关系优化：通过设备拓扑关系调整和设备拓扑关系重构对模型中存在的拓扑连接关系进行优化。

8、作为本发明进一步的方案，图模一致性校验模块的过程还可以包括以下过程：首先需要采集分布式能源系统中各种电力设备和电力网络拓扑关系的相关数据，并进行处理和清洗，以便后续的展示和校核；通过将采集到的数据进行图形化展示，可以绘制各种电力设备和电力网络之间的拓扑连接关系图，以便人们更加清晰地了解分布式能源系统的拓扑结构；对展示出来的拓扑连接关系图进行校核，检查各种电力设备之间的连接是否正确，是否存在重复或错误的连接等问题，从而发现并修复模型中的错误和异常情况；根据校核结果，对模型进行进一步的优化调整，可以重新设置各种电力设备之间的拓扑连接关系，或者调整电力设备的位置和布局等，以便进一步提高分布式能源系统的建模精度和可靠性。

9、作为本发明进一步的方案，校核系统还包括对拼接后全网模型的图模一致性校验方法。此方法能够检查全局的数据和拓扑连接关系，并确保全网模型的正确性和一致性。该方法包括以下步骤：

10、步骤1，载入全局数据：将已验证的子系统数据载入全局数据中；

11、步骤2，校验数据的一致性：对全局数据进行校验，确保其与子系统数据的一致性；

12、步骤3，校验拓扑连接关系：检查全局拓扑连接关系，确保其正确性并满足拓扑连接规则；

13、步骤4，校验图模一致性：对全局模型进行校验，确保其与所有子系统模型的一致性，并满足模型连接规则；

14、步骤5，发现异常：如果发现任何异常情况，将会提供相应的报告和建议，以便进一步的处理和解决。

15、作为本发明进一步的方案，对拼接后的全网模型进行图模一致性校验的具体过程如下：

16、将各个设备模型拼接成全网模型，生成对应的图模表示，每个设备模型的图模表示，均采用邻接矩阵的形式进行表示；邻接矩阵是一种二维数组，其中第i行第j列的元素表示第i个节点与第j个节点之间是否有连线；如果第i行第j列的元素为1，则表示第i个节点和第j个节点之间有连线；如果为0，则表示两者之间没有连线；对于全网模型的图模表示，可以采用邻接表的形式进行表示；邻接表是一种数据结构，用于表示无向图或有向图。对于每个节点，都维护一个链表，链表中存储了该节点连接的其他节点的信息；邻接表表示法在处理稀疏图时，可以大大减少存储空间的占用；

17、对每个设备模型的图模和全网模型的图模进行比对，采用最大权匹配算法或最大流算法，找出两个图模之间的最大匹配或最大流，从而确定两个图模之间的相似程度。如果匹配或流的值等于图模的节点数，则说明两个图模完全一致；否则，说明存在不一致的情况；

18、根据分析结果，修正设备模型和全网模型，使得图模表示一致。

19、作为本发明进一步的方案，在图模一致性校验中，还需要考虑拓扑结构的一致性，即各设备之间的连接关系是否符合实际情况。需要对拓扑关系进行建模，以确定各设备之间的连接方式，从而实现对拓扑关系的校验。为了实现拓扑关系的校验，我们需要定义一组拓扑规则，以确保模型的正确性。一个基本的规则是，一个设备的输出必须连接到其他设备的输入。我们还可以通过定义其他规则来限制模型的拓扑结构；我们可以定义限制一个设备的输入和输出必须与同一电压等级下的其他设备相连接。在实现拓扑关系校验时，可以通过建立拓扑图模型来表示分布式能源系统中各设备之间的连接关系，将设备之间的拓扑关系进行可视化，以便于进行判断；还可以利用拓扑图模型来实现对拓扑关系的自动化校验，从而减少人为的错误。

20、作为本发明进一步的方案，为了进一步优化模型的拓扑结构，该算法还将识别任何冗余或不必要的连接并消除，这可以降低模型的复杂性并提高其效率；最后是对模型的图形表示进行一致性检查，此检查可确保模型的拓扑结构是一致的，并且没有丢失或重复的连接。该算法将把模型的图形表示与一组预定义的一致性规则进行比较，任何不一致都将被标记和报告。设备模型拓扑验证过程确保分布式能源模型的拓扑是准确、完整和一致的。通过识别和解决模型中的任何错误或不一致，验证过程提高了分布式能源系统的可靠性和效率。

21、作为本发明进一步的方案，电网全景统一模型验证该模块的具体过程为：

22、数据准备阶段：收集分布式能源系统中各种电力设备和电力网络拓扑关系的相关数据，包括设备信息、设备参数、设备位置和拓扑关系信息。然后，将这些数据进行整理和处理，构建出分布式能源系统的电力设备和电力网络的全景统一模型；

23、模型建立阶段：根据数据准备阶段所构建的分布式能源系统的电力设备和电力网络的全景统一模型，建立电网全景统一模型验证技术所需的模型。模型包括分布式能源系统中各种电力设备和电力网络拓扑关系的模型以及设备之间的连接关系模型。通过对模型中的各种关系和参数进行建模和模拟，可以得到分布式能源系统的全面校核结果；

24、校核算法阶段：基于模型建立阶段所构建的电网全景统一模型，设计校核算法，包括图形匹配算法、拓扑关系匹配算法、参数匹配算法和异常检测算法等。这些算法可以对分布式能源系统中各种电力设备和电力网络拓扑关系进行全面校核，确保分布式能源模型的正确性和一致性；

25、校核结果分析阶段：根据校核算法阶段得到的校核结果，进行统计和分析，找出分布式能源模型中存在的问题和异常。

26、作为本发明进一步的方案，对设备模型间拓扑连接关系的校验，也可以采用基于邻接矩阵的拓扑连接关系校验算法。主要分为以下步骤：

27、建立邻接矩阵：通过将各个电力设备表示为网络中的节点，将拓扑连接关系表示为节点之间的边，建立邻接矩阵来描述电力设备之间的拓扑关系；邻接矩阵中的每个元素表示电力设备之间的连接状态，1表示相连，0表示不相连；

28、验证拓扑关系的完整性：通过对邻接矩阵进行行和列的求和，判断每个电力设备的入度和出度是否相等；如果某个电力设备的入度与出度不相等，则说明该设备的拓扑连接关系存在问题；在此基础上，进一步检验邻接矩阵的对称性，即检查矩阵是否为对称矩阵，如果邻接矩阵不对称，则说明拓扑关系存在问题；

29、判断拓扑关系的合理性：通过计算邻接矩阵的特征值和特征向量，判断电力设备之间的拓扑关系是否满足电力系统的拓扑特征，如连通性、无环性等；如果邻接矩阵存在复数特征值，则说明电力设备之间的拓扑关系存在问题；

30、优化拓扑连接关系：针对拓扑连接关系存在的问题，通过调整矩阵中的元素，改变电力设备之间的拓扑连接关系，以消除存在的问题；优化后的邻接矩阵应满足完整性和合理性的要求，并符合电力系统的拓扑特征。

31、作为本发明进一步的方案，用于分布式能源模型的校核系统包括以下步骤：

32、步骤一，收集分布式能源系统的基础台账信息：收集分布式能源系统的基础台账信息，包括设备型号、设备参数、设备位置信息，建立分布式能源模型的基础数据信息库；

33、步骤二，设计校核系统的数据接口和数据结构：根据分布式能源模型的基础数据信息库，设计校核系统的数据接口和数据结构，校核系统与基础数据信息库进行无缝连接，并自动获取相关数据；

34、步骤三，确定校核规则和校核算法：基于分布式能源模型的基础数据信息库，确定分布式能源模型的校核规则和校核算法，包括设备模型间拓扑连接关系的校验规则、对拼接后全网模型的图模一致性校验；

35、步骤四，实现校核系统的核心模块：根据确定的校核规则和校核算法，实现主配网和分布式能源的电网全景统一模型验证；

36、步骤五，验证校核系统的有效性和可靠性：利用实际的分布式能源系统数据进行校核，验证校核系统的有效性和可靠性；

37、步骤六，完善校核系统的功能和性能：根据实际应用中的需求，不断完善校核系统的功能和性能，提高校核系统的适应性和灵活性。

38、本发明一种用于分布式能源模型的校核系统的技术效果和优点：1、通过建立主配网和分布式能源的电网全景统一模型，实现对电网结构和电能流的全面分析，保证电网的安全稳定运行。该技术能够快速准确地定位电网故障，帮助工作人员及时处理故障，提高电网的可靠性和运行效率；2、根据设备模型的特点和拓扑结构，制定设备模型间拓扑连接关系的校验规则，确保设备模型间连接的正确性和稳定性。该技术能够自动化地进行设备模型间连接的校验，提高校核的效率和准确性；3、在模型拼接过程中，通过对模型中的图模进行一致性校验，确保拼接后的全网模型的准确性和一致性。该技术能够有效地避免拼接过程中出现的错误和不一致问题，提高模型的精度和可靠性。

39、本发明通过引入全景统一模型验证技术、制定设备模型间拓扑连接关系的校验规则、对拼接后全网模型的图模一致性校验方法等技术，实现了对分布式能源模型的基础台账信息的完整性、合理性、一致性进行校验，从而提高分布式能源模型的准确性和可靠性。