一种电网多时序断面构建方法、装置、存储介质及设备与流程

本发明涉及一种电网多时序断面构建方法、装置、存储介质及设备，属于电力系统自动化。

背景技术：

1、电力作为一种特殊的商品，目前尚不具备大规模经济储藏技术，需要做到发用实时平衡，理想的情况是可以实现比较“宽松”的平衡，即在平衡状态下还有比较充足的裕度，以应对各种可能的扰动。裕度的获得对应于特定代价的付出，过分充足的裕度会带来不合理的成本支出，最终还是会影响整体的社会福祉。因此，在特定的情况下电力系统还是会不可避免地处于“紧平衡”状态。

2、但是，目前针对电力紧平衡状态的研究还不够完善，现存的电力紧平衡状态有如下问题：

3、(1)电力紧平衡场景一般具有内外部影响因素复杂、市场多要素交织、系统运行脆弱等特点，如何根据电网不同运行方式的特征，刻画典型电力紧平衡场景是需要解决的问题。

4、(2)现有的电网运行数据分散于电网调控系统的各个模块中，未建立统一的电网运行数据库管理电网数据。同时，电力系统运行情况错综复杂，电网未来运行状态难以被准确评估，其未来运行数据也难以被全面准确的预测。

5、(3)现有调度人员只能依赖实时的电网运行断面进行电网分析，或者是对历史多时序的电网断面数据进行追溯分析，无法提前感知未来多时序的电网断面状态以及应对未来电力紧平衡状态的措施。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电网多时序断面构建方法、装置、存储介质及设备，刻画了电力紧平衡的典型运行场景和该场景下电网运行方式特征，结合电网未来运行数据，构建当前及未来一段时间内电网时序断面，实现电力供需紧平衡状态预警，提高紧平衡状态下电网运行可靠性和经济性。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的。

3、第一方面，本发明提供一种电网多时序断面构建方法，包括：

4、通过聚类算法获取典型电力紧平衡运行场景，并确定所述典型电力紧平衡运行场景的电网运行方式特征数据；

5、通过电网调控系统平台获取电网未来运行数据；

6、基于所述典型电力紧平衡运行场景的电网运行方式特征数据，对所述电网未来运行数据与所述典型电力紧平衡运行场景进行自适应匹配；

7、对自适应匹配后的电网未来运行方式数据进行校验，并对校验不通过的电网未来运行数据进行系统不平衡功率预处理；

8、根据校验通过的电网未来运行数据获取典型电力紧平衡运行场景下的电网多时序断面。

9、可选的，通过聚类算法获取典型电力紧平衡运行场景，实现电力紧平衡状态刻画，包括：

10、基于k-kmeans聚类算法对电网系统中所有的分布式灵活调节资源历史出力进行聚类，得到多种典型出力情况，每种典型出力情况的集合构成一个电网运行场景；

11、根据所述电网运行场景的供需平衡、潮流分布特性，基于k-kmeans聚类算法对所有电网运行场景进行聚类，获得典型电力紧平衡运行场景。

12、可选的，通过电网调控系统平台获取电网未来运行数据，包括：

13、通过电网调控系统的模型服务，获取包含分布式灵活调节资源的电网实时模型；

14、通过状态估计断面服务获取所述电网实时模型对应的当前时刻的电网运行方式数据；

15、通过电网调控系统的计划预测服务，获取电网计划和预测数据，对电网计划和预测数据进行分配、合理性判断以及网络匹配，所述电网计划和预测数据包括发电计划数据、检修计划数据、负荷预测数据、新能源预测数据；

16、根据所述电网实时模型、当前时刻的电网运行方式数据、电网计划和预测数据，对电网进行实时拓扑分析，得到初始的电网未来运行数据；

17、通过电网调控系统的电网气象数据服务，获取气象环境数据，并通过时空属性建立气象环境数据与电网设备的关联关系；

18、根据气象环境数据与电网设备的关联关系，结合初始的电网未来运行数据，再次进行电网拓扑分析，得到完整的电网未来运行数据。

19、本发明根据调用电网调控系统的多个服务获取电网的模型和数据，得到了较为完整、可靠的电网未来运行数据，在获取电网未来运行数据的过程中，本发明将分布式灵活调节资源的数据也纳入到模型中，构建包含其运行特征的电网断面，当电网即将面临紧平衡状态时，调度人员能够感知和调用分布式灵活调节资源。

20、可选的，对所述电网未来运行数据与所述典型电力紧平衡运行场景进行自适应匹配，包括：

21、将所述电网未来运行数据与典型电力紧平衡运行场景的电网运行方式特征数据进行链式对比，自动检测电网未来运行数据中的缺失数据；

22、通过自动查找历史相似日数据，采用链式多重填补法对缺失数据进行填补，完成电网未来运行数据与典型电力紧平衡运行场景的自适应匹配。

23、可选的，对自适应匹配后的电网未来运行方式数据进行校验，包括：

24、判断自适应匹配后的电网未来运行方式数据是否满足系统功率平衡，如果满足，则校验通过，如果不满足，则校验不通过。

25、可选的，系统功率平衡的表达式如下：

26、

27、其中，gun为电网系统内各机组的出力，为机组所属厂站的厂用电系数，pld为电网系统内各负荷的负荷量，ploss为电网系统的内网损总加。

28、可选的，对校验不通过的电网未来运行数据进行系统不平衡功率预处理，包括：

29、根据电网系统内各分区之间的交换功率和各分区的发电计划数据，得到各分区母线负荷的总加占全网母线负荷总加的比例；

30、根据各分区母线负荷的总加占全网母线负荷总加的比例，对全网母线负荷进行分配，形成各母线节点负荷注入数据。

31、可选的，根据校验通过的电网未来运行数据，获取典型电力紧平衡运行场景下的电网多时序断面，包括：

32、以预设的时间长度为时间点划分未来n小时的电网时序，根据校验通过的电网未来运行数据，依次对未来n小时的电网时序中不同时间点的运行数据进行整合，得到当前及未来n小时不同时间尺度的电网时序断面数据。

33、第二方面，本发明提供一种电网多时序断面构建装置，包括：

34、运行场景模块，用于通过聚类算法获取典型电力紧平衡运行场景，并确定所述典型电力紧平衡运行场景的电网运行方式特征数据；

35、运行数据模块，用于通过电网调控系统平台获取电网未来运行数据；

36、自适应匹配模块，用于基于所述典型电力紧平衡运行场景的电网运行方式特征数据，对所述电网未来运行数据与所述典型电力紧平衡运行场景进行自适应匹配；

37、校验与预处理模块，用于对自适应匹配后的电网未来运行方式数据进行校验，并对校验不通过的电网未来运行数据进行系统不平衡功率预处理；

38、断面构建模块，用于根据校验通过的电网未来运行数据获取典型电力紧平衡运行场景下的电网多时序断面。

39、可选的，所述运行场景模块，通过聚类算法获取典型电力紧平衡运行场景，包括：

40、基于k-kmeans聚类算法对电网系统中所有的分布式灵活调节资源历史出力进行聚类，得到多种典型出力情况，每种典型出力情况的集合构成一个电网运行场景；

41、根据所述电网运行场景的供需平衡、潮流分布特性，基于k-kmeans聚类算法对所有电网运行场景进行聚类，获得典型电力紧平衡运行场景。

42、可选的，所述运行数据模块，具体用于：

43、通过电网调控系统的模型服务，获取包含分布式灵活调节资源的电网实时模型；

44、通过状态估计断面服务获取所述电网实时模型对应的当前时刻的电网运行方式数据；

45、通过电网调控系统的计划预测服务，获取电网计划和预测数据，对电网计划和预测数据进行分配、合理性判断以及网络匹配，所述电网计划和预测数据包括发电计划数据、检修计划数据、负荷预测数据、新能源预测数据；

46、根据所述电网实时模型、当前时刻的电网运行方式数据、电网计划和预测数据，对电网进行实时拓扑分析，得到初始的电网未来运行数据；

47、通过电网调控系统的电网气象数据服务，获取气象环境数据，并通过时空属性建立气象环境数据与电网设备的关联关系；

48、根据气象环境数据与电网设备的关联关系，结合初始的电网未来运行数据，再次进行电网拓扑分析，得到完整的电网未来运行数据。

49、可选的，所述断面构建模块，具体用于：

50、以预设的时间长度为时间点划分未来n小时的电网时序，根据校验通过的电网未来运行数据，依次对未来n小时的电网时序中不同时间点的运行数据进行整合，得到当前及未来n小时不同时间尺度的电网时序断面数据。

51、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的电网多时序断面构建方法。

52、第四方面，本发明提供一种设备，包括：

53、存储器，用于存储指令；

54、处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现如第一方面所述的电网多时序断面构建方法的操作。

55、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

56、本发明提出了一种电网多时序断面构建方法，首先，利用聚类算法对发电备用裕度不足、输电能力不足、局部供电能力不足等电力紧平衡场景进行分析，得到典型电力紧平衡运行场景，并得到能够较为真实的反映典型运行场景下电网运行方式的特征，从而实现电力紧平衡场景的具象化表示；其次，本发明通过电网调控系统平台获取电网未来运行数据，为后续潮流断面构建提供基础；再次，本发明还对电网未来运行数据与典型电力紧平衡运行场景进行自适应匹配，并对电网未来运行方式数据进行校验和系统不平衡功率预处理，保证获取到的电网未来运行数据完整、合理、可靠，能够表现电力紧平衡状态；最后，本发明根据校验通过的电网未来运行数据构建典型电力紧平衡运行场景下的电网多时序断面，电网多时序断面数据既可以表现当前时刻的电网断面，还能够表现未来的电网断面，有利于调度员提前感知未来电力紧平衡状态，提高对电网未来紧平衡状态的处置能力，同时能够实现电力供需紧平衡状态预警，保证电力紧平衡状态下电网运行安全可靠、经济稳定。