基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法及系统与流程

本发明涉及县域配电网运行状态画像，尤其涉及基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法及系统。

背景技术：

1、为了降低化石能源的发电比重，建立以新能源为发电主体的新型电力系统，成为我国电力系统建设的必由之路，而新型电力系统规划是引领电力系统绿色低碳发展及转型的重要技术前提。与传统电力系统不同，新型电力系统包含风光水火多种电源形式，电网高比例可再生能源及电力电子设备渗透率的提高使电力系统运行形态发生深刻变化，现有典型运行场景已难以反映真实情况，其物理运行环境多样、决策环境复杂、运行数据急剧增加等特点对系统灵活性提出了新的要求。为有效辨识县域配电网规划方案在运行层面的潜在问题，需要借助先进复杂网络理论、大数据和人工智能技术，评估规划方案在海量运行场景下的运行指标，将电网运行模式和运行状态提炼为更有价值的知识，并结合县域配电网空间物理分布进行简单、直观、形象的可视化展示，高效支撑规划技术人员快速、精准、主动掌握配电网全局运行模式和运行状态，为规划方案提供决策支持。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法，能够解决传统的运行场景已难以反映真实情况，其物理运行环境多样、决策环境复杂、运行数据急剧增加的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法，包括：获取多源异构县域配电网规划运行数据，根据运行数据进行数据清理；依据所述清理后的运行参数数据，建立县域配电网规划运行时空数据集；依据县域配电网规划运行时空数据集，构建县域配电网规划后运行状态评估指标体系；预设指标权重计算方案，并根据预设指标权重计算方案更新所述运行状态指标体系模型；根据更新后的运行状态指标体系模型，进行实体抽取、关系抽取、实体属性抽取和关系属性抽取，构建县域配电网规划运行状态画像知识图谱；根据所述县域配电网规划后运行状态画像知识图谱，建立并分析县域配电网规划运行状态画像，实现对县域配电网规划运行模式和运行状态的精准刻画与分析。

4、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法的一种优选方案，其中：所述多源异构县域配电网规划运行数据包括对典型规划场景、电力平衡和负荷需求、源网荷储协同规划、电气计算结果多源异构数据进行填补、平滑、合并、规格化和检查一致性；

5、所述运行数据进行数据清理包括通过填充、删除或插值等方式处理数据中的缺失值，确保数据完整性和准确性识别和删除数据中重复出现的记录，以避免数据重复计算和分析的影响；检测和处理数据中的异常值，防止异常值对分析结果产生干扰；清除数据中的噪声和冗余信息，提高数据的质量和可信度。

6、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法的一种优选方案，其中：所述县域配电网规划运行时空数据集包括建立表征不同时间尺度、不同空间位置的县域电网规划运行时空数据集，表示为，

7、

8、其中，k＝1，2，…，n；k表示时间维度；i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，m；m表示不同县域配电网的数量；当i≠j时，表示县域配电网k数据中配电网i和配电网j之间相互流动数据的子集；当i＝j时，表示配电网k领域数据中县域配电网i内部数据的子集，n表示为县域配电网的个数。

9、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法的一种优选方案，其中：所述构建县域配电网规划后运行状态评估指标体系包括表征清洁低碳程度的指标体系模型、表征安全充裕程度的指标体系模型、表征供需协同程度的指标体系模型、表征经济高效程度的指标体系模型及表征灵活智能程度的指标体系模型。

10、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法的一种优选方案，其中：所述预设指标权重计算方案包括根据预设指标权重计算方案更新所述规划运行状态指标体系模型，包括指标标准化处理、指标贡献度计算、指标权重计算；

11、所述标准化处理包括，将规划后运行状态评估指标体系中的不同性质数据进行标准化处理获得指标的标准化值，方法表示为，

12、

13、其中，iab表示第a个配电网中第b个指标的真实值，表示第a个配电网中第b个指标的标准化值，e表示自然对数的底数；

14、所述指标贡献度计算，表示为，

15、基于指标的标准化值，计算n个配电网对各个指标的贡献度值；

16、

17、其中，pab表示第a个配电网对第b个指标的贡献程度；

18、基于配电网对各个指标的贡献度值计算n个配电网对每个指标的贡献总量；

19、

20、其中，sb表示n个配电网对指标b的贡献总量；

21、所述指标权重计算，表示为：

22、基于所述m个配电网对所有指标的贡献总量，计算规划后运行状态评估指标体系的各指标权重；

23、

24、其中，wb表示规划后运行状态评估指标体系中指标b的权重，当指标为正向指标时r取值为1，否则r取值-1，z表示配电网运行指标总数。

25、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法的一种优选方案，其中：所述构建县域配电网规划运行状态画像知识图谱包括实体抽取、关系抽取、实体属性抽取、关系属性抽取、知识融合、知识存储和更新。

26、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法的一种优选方案，其中：所述县域配电网规划运行状态画像包括运行模式画像、运行状态画像、评估结果画像；

27、所述运行模式画像包括利用所述运行状态评估结构，基于知识图谱中融合的运行模式知识，绘制县域配电网规划后典型运行方式画像，表示为：

28、县域配电网规划基本信息绘制与展示；

29、县域配电网正向负载最大情况下的运行方式，即县域配电网负荷功率与分布式电源出力差值最大情况下的运行方式绘制与展示；

30、县域配电网反向负载最大情况下的运行方式绘制与展示，即县域配电网分布式电源出力与负荷功率差值最大情况下的运行方式绘制与展示。

31、所述运行状态画像包括利用所述运行状态评估结果，基于知识图谱中融合的运行状态知识，绘制县域配电网规划后运行状态画像，表示为：

32、县域配电网规划后运行状态绘制与展示；

33、县域配电网规划后运行状态各级指标统计分析，包括各级指标同比、环比等；

34、县域配电网规划后运行状态薄弱环节分析。

35、所述评估结果画像，利用知识图谱中融合的县域配电网规划后运行状态评估指标权重、时空数据子集，对第a个县域配电网运行状态进行评估：

36、

37、其中，ta为第a个县域配电网运行状态评估得分；表示第a个县域配电网运行指标b的标准化值，wb表示规划后运行状态评估指标体系中指标b的权重。通过对n个配电网进行评估，得到最后的评估得分，将其利用可视化技术展示。

38、本发明的另外一个目的是提供基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建系统，通过模型建立模块全面获取并整合县域配电网的电源侧、电网侧、负荷侧以及储能侧的运行参数数据，确保了数据的完整性和准确性，为后续的规划运行状态评估提供了坚实的基础。建立多维度的规划后运行状态评估指标体系，包括清洁低碳、安全充裕、供需协同、经济高效以及灵活智能等多个方面，这些指标模型全面覆盖了配电网规划运行中的关键因素，能够全面、准确地评估规划方案的优劣。模型更新模块通过预设的指标权重计算方案，能够动态更新评估指标体系模型，这种动态更新能力使得系统能够及时反映配电网运行环境和规划目标的变化，提高了系统的适应性和灵活性。知识图谱创建及更新模块利用更新后的评估指标体系模型，建立包含模式层和数据层的规划运行知识图谱，该知识图谱通过实体抽取、关系抽取、属性抽取、知识融合及存储更新等步骤，实现了对规划运行数据的结构化存储和智能化管理，为规划决策提供了有力支持。规划运行状态画像模块通过更新后的知识图谱，生成了不同县域配电网规划方案的运行模式、运行状态及评估结果画像，这些直观的状态画像帮助规划人员和决策者更好地理解和评估不同规划方案的效果，提升了规划的科学性和可操作性。

39、作为本发明所述的基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建系统的一种优选方案，其中：包括，模型建立模块、模型更新模块、知识图谱创建及更新模块、规划运行状态画像模块；

40、模型建立模块，用于获取县域配电网的电源侧、电网侧、负荷侧以及储能侧的运行参数数据，并根据所述运行参数数据进行数据清理，建立规划运行时空数据集，构建规划后运行状态评估指标体系；

41、所述规划后运行状态评估指标体系包括表征清洁低碳程度的指标体系模型、表征安全充裕程度的指标体系模型、表征供需协同程度的指标体系模型、表征经济高效程度的指标体系模型以及表征灵活智能程度的指标体系模型；

42、模型更新模块，用于预设指标权重计算方案，并根据预设指标权重计算方案更新所述规划后运行状态评估指标体系模型；

43、知识图谱创建及更新模块，用于根据更新后的规划后运行状态评估指标体系模型，建立规划运行知识图谱，包括模式层构建、数据层构建，其中数据层构建包括实体抽取、关系抽取、属性抽取、知识融合、知识存储与更新。

44、规划运行状态画像模块，用于根据更新后的知识图谱获取不同县域配电网网规划方案运行模式、运行状态、评估结果画像。

45、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法中任一项所述的方法的步骤。

46、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，所述计算机程序被处理器执行时实现基于知识图谱的配电网规划运行状态画像构建方法中任一项所述的方法的步骤。

47、本发明的有益效果：本发明方法获取多源异构县域配电网规划运行数据并进行清理；构建县域配电网规划后运行状态评估指标体系，预设指标权重计算方案，并根据预设指标权重计算方案更新所述运行状态指标体系模型；根据更新后的运行状态指标体系模型，进行实体抽取、关系抽取、实体属性抽取和关系属性抽取，构建县域配电网规划运行状态画像知识图谱；根据所述县域配电网规划后运行状态画像知识图谱，建立并分析县域配电网规划运行状态画像，实现对县域配电网规划运行模式和运行状态的精准刻画，为县域配电网规划方案决策提供有效技术手段，具有广泛的应用前景和经济效益。