一种海底直流系统暂态稳定性优化方法

本发明属于电力系统运行控制，涉及一种海底直流系统暂态稳定性优化方法。

背景技术：

1、海底中压直流供电系统安全运行作为海底观测网正常运行的核心保障，由于海底中压直流系统中存在大量电力电子器件，电力电子特性主导下的接入直流系统具有弱阻尼低惯性、电源出力不确定性、弱暂态支撑能力等特征，且通过显容性的海底电缆连接而成的海底直流系统负载种类多，恒功率负载投切频繁，海底环境恶劣，抗干扰能力差。环境、负荷等引发的暂态失稳普遍存在，亟需准确快速的稳定评估方法。

2、目前，在线暂态电压稳定评估主要通过时域仿真、能量函数方法。其中，时域仿真无法定量分析海底双端系统中状态变量和参数与系统稳定性的关系，能提供的信息不够全面；能量函数方法偏理想化的假设和简化将降低复杂系统tsa评估准确率，并且复杂的系统在构建能量函数时会造成其他问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供了一种海底直流系统暂态稳定性优化方法，解决了海底双端直流供电系统暂态稳定评估问题，可以在海底直流系统暂态影响变量较多的情况下，提前筛选主要影响状态量，提高状态评估的准确率和效率，并降低数据存储和传输的压力，满足大规模直流供电系统在极端的海底环境下的暂态评估。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、本发明实施例的第一方面提供了一种海底直流系统暂态稳定性优化方法，包括：s1分析状态量；s2获取时序轨迹；s3得到训练样本；s4输出评估结果；s5系统暂态影响变量多尺度分析；s6控制变量在指定范围；其中，s1通过能量函数分析影响系统暂态稳定性的主要状态量，将其作为模型训练的数据来源；s2通过设置故障，获取故障清除后的每个时间步的时序轨迹v；s3通过对比时间序列得到的msd距离作为分类器的训练样本；s4通过输入训练模型后，输出暂态电压稳定评估结果；s5通过状态量shapley值和实际值的映射关系，系统暂态影响变量多尺度分析；s6通过调节岸站模块化多电平变换器或接驳盒的控制环参数，将变量控制在指定稳定范围。

4、在其中一个实施例中，s1根据状态量分析模块来分析状态量，包括：s1.1建立系统状态方程并确定零点；s1.2确立系统非线性量；s1.3依照ts模糊模型分析建立线性不等式；s1.4确立能量函数；s1.5构建系统吸引域；s1.6分析得出特征量；其中，s1.1通过建立海底直流系统大信号模型，建立系统状态方程并确定零点。

5、在其中一个实施例中，s2根据特征量数据生成与存储平台获取时序轨迹，包括：s2.1数据获取包括故障发生位置、故障类型、故障切除时间、故障严重程度、网络拓扑；s2.1影响因素包括：开关模块仿真、历史数据、实时量测数据；s2.3记录特征变量及相应海底直流系统大数据集。

6、在其中一个实施例中，s3根据数据标定与处理模块得到训练样本，包括：s3.1数据处理包括选取测算时刻、选取稳态运行数据、计算msd距离；s3.2数据标定包括确定数据集质心、计算欧拉距离、按距离分类、重新确立质心；判断新老质心距离是否小于确立阀值，如果否，则返回重新确立质心，如果是，则完成标定；s3.3获得选取状态变量量数据集的输入特征。

7、在其中一个实施例中，s4根据分类器训练与评估模块评估结果，包括：s4.1分类器训练、s4.2离线训练、s4.3模型训练、s4.4在线评估；其中，s4.2通过处理输入特征进入步骤s4.4中的处理输入特征对应数据；s4.4中电力系统在线监测数据更新进入s4.2；s4.1中模型训练进入s4.4中训练好的评估模型。

8、在其中一个实施例中，s5根据可解释性分析模块和决策部分，系统暂态影响变量多尺度分析,包括：s5.1shap模型拟合、s5.2全场景全变量暂态影响因素分析、s5.3全场景单变量暂态影响因素分析；s6根据可解释性分析模块和决策部分,控制变量在指定范围，包括：s6.1在线变量控制优化。

9、本发明的有益效果是：s1通过能量函数分析主要状态量，将其作为模型训练的数据来源；s2通过设置故障，获取故障清除后的每个时间步的时序轨迹v；s3通过对比时间序列得到的msd距离作为分类器的训练样本；s4通过输入训练模型后，输出暂态电压稳定评估结果；s5通过状态量shapley值和实际值的映射关系，系统暂态影响变量多尺度分析；s6通过调节岸站模块化多电平变换器或接驳盒的控制环参数，将变量控制在指定稳定范围。提高了状态评估的准确率和效率，并降低数据存储和传输的压力，满足大规模直流供电系统在极端的海底环境下的暂态评估。

技术特征：

1.一种海底直流系统暂态稳定性优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的海底直流系统暂态稳定性优化方法，其特征在于，s1根据状态量分析模块来分析状态量，包括：

3.如权利要求1所述的海底直流系统暂态稳定性优化方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的海底直流系统暂态稳定性优化方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述的海底直流系统暂态稳定性优化方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的海底直流系统暂态稳定性优化方法，其特征在于，

技术总结
一种海底直流系统暂态稳定性优化方法，属于电力系统运行控制技术领域，包括：S1通过能量函数分析主要状态量，将其作为模型训练的数据来源；S2通过设置故障，获取故障清除后的每个时间步的时序轨迹V；S3通过对比时间序列得到的MSD距离作为分类器的训练样本；S4通过输入训练模型后，输出暂态电压稳定评估结果；S5通过状态量shapley值和实际值的映射关系，系统暂态影响变量多尺度分析；S6通过调节岸站模块化多电平变换器或接驳盒的控制环参数，将变量控制在指定稳定范围。提高状态评估的准确率和效率，并降低数据存储和传输的压力，满足大规模直流供电系统在极端的海底环境下的暂态评估。

技术研发人员：帅智康,王晨阳,沈阳,李杨,赵峰,彭也伦,王伟
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15