一种城市电网保供方法、系统、计算机设备和存储介质与流程

本发明属于城市电网运维，具体涉及一种城市电网保供方法、系统、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、随着经济不断发展，城市化规模不断扩大，造成城市用电负荷快速增长与城市电网（urban power grid, upg）用电负荷峰谷差逐渐增大。国内的城市电网建设普遍滞后于城市发展，受制于有限的城市电网通道资源，在极端天气城市电网负荷分布不均的情况下，将造成城市电网通道局部阻塞，城市电网保供和负荷转供的难度日益增大。因此，探索极端天气下的城市电网保供技术，对于提高城市电网供电可靠性具有积极的意义。

2、当前对极端天气下的城市电网保供技术做了大量研究，主要分为交直流混合供电保供策略和负荷优化策略两类。

3、其中，交直流混合供电保供策略是指对城市电网进行电网改造，实现城市电网交流、直流混合供电的技术。例如，一种含分布式光伏、电动汽车（electric vehicles,ev）和储能的交直流柔性城市电网保供策略，其通过交直流柔性互联，解决了交流城市电网辐射电网供电通道瓶颈的问题；一种新能源高渗透率的交直流城市电网保供方法，其通过交直流柔性互联与能源的梯级利用，实现了城市电网极端天气下的保供。然而国内的城市电网以交流电网为主，交直流柔性互联改造成本太高，难以在大范围推广。

4、负荷优化策略是指对城市电网负荷进行优化，在满足基本供电的情况下，削减非必要负荷，并提供额外的电源供电的城市电网保供策略。例如，一种城市建筑负荷削减的城市电网保供策略，其通过物理、信息和社会维度对城市建筑负荷进行削减，从而实现极端天气下的城市电网保供的目的；一种基于电动汽车放电的城市电网保供策略，其通过电动汽车聚合放电，解决极端天气下的城市电网保供负荷不足的问题。但是上述方法中，需保障民生用电等城市电网负荷，负荷削减额度有限，除此之外，电动汽车聚合放电节点选择无需，造成城市电网通道局部阻塞缓解效果不佳、电压越限等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有城市电网保供技术存在的成本高、局部阻塞缓解效果不佳、或者电压越限等问题，本发明提出了一种城市电网保供方法、系统、计算机设备和存储介质，本发明通过建立城市电网线路负载率、节点切负荷率、线损、电压影响之间的时序灵敏度矩阵，综合评估节点注入功率对城市电网的影响程度，从而确定最佳的电源接入城市电网保供策略。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种城市电网保供方法，所述方法包括：

4、采集城市电网数据并对数据进行预处理；

5、基于预处理后的数据，分析城市电网线路负载率、城市电网节点切负荷率，以及接入电源对城市电网线损和城市电网电压的影响；

6、基于城市电网线路负载率、城市电网节点切负荷率，以及接入电源对城市电网线损和城市电网电压的影响的分析结果，建立城市电网保供时序灵敏度矩阵，获得节点保供能力的综合评估模型；

7、对节点保供能力的综合评估模型进行迭代求解，获得城市电网的最优保供策略并按照所述最优保供策略控制电源接入。

8、在一些实施方式中，所述城市电网线路负载率为城市电网线路出现的最大负荷与城市电网线路容量之间的比值，用于表征城市电网线路承载负荷能力；所述城市电网线路负载率分析具体为通过计算城市电网中各节点支路的线路负载率得到城市电网节点负载率矩阵；

9、所述城市电网节点切负荷率为城市电网中节点最大的切负荷与该节点当前负荷的比值；所述城市电网节点切负荷率分析具体为通过计算城市电网中各节点支路的节点切负荷率得到城市电网节点切负荷率矩阵。

10、在一些实施方式中，接入电源对城市电网线损的影响分析具体为通过计算城市电网中各节点注入功率的偏导数之和得到城市电网线损灵敏度矩阵；

11、接入电源对城市电网电压的影响分析具体为通过计算城市电网中各节点注入功率对城市电网整体电压的影响程度得到城市电网电压灵敏度矩阵。

12、在一些实施方式中，所述城市电网保供时序灵敏度矩阵建立过程具体包括：

13、建立城市电网线路负载率分别与城市电网节点切负荷率、城市电网线损灵敏度和城市电网电压灵敏度两两比较的时序灵敏度矩阵，并计算出时序灵敏度矩阵的特征向量；

14、基于所述特征向量，建立节点保供能力的综合评估模型。

15、在一些实施方式中，所述综合评估模型为：

16、,

17、式中， h( j)为城市电网第 j个节点保供能力的综合评估结果， γ1为城市电网线路负载率与城市电网切负荷比较的特征向量； γ2为城市电网线路负载率与城市电网线损灵敏度比较的特征向量； γ3为城市电网线路负载率与城市电网电压灵敏度比较的特征向量； γ1( j)、 γ2( j)、 γ3( j)分别为特征向量 γ1、 γ2、 γ3的第 j个城市电网影响值。

18、在一些实施方式中，数据预处理过程具体包括：

19、采用 k近邻计算采集的所述城市电网数据中的数据点间的 k可达距离；

20、根据数据点间的 k可达距离计算城市电网数据中的数据点的局部可达密度；

21、根据数据点的局部可达密度，计算城市电网数据中的数据点的局部离群因子并根据局部离群因子筛选出异常数据点；

22、通过线性插值法对筛选出的异常数据点进行修复处理。

23、在一些实施方式中，所述方法采用贪心算法对节点保供能力的综合评估模型进行迭代求解，在求解过程中，随机构造城市电网节点注入功率的大小，不断求解节点满足城市电网负荷需求的情况下城市电网线路负载率、城市电网节点切负荷率、城市电网线损灵敏度和城市电网电压灵敏度影响最小，得到城市电网保供条件下最优的电源接入位置与功率。

24、第二方面，本发明提出了一种城市电网保供系统，所述系统包括：

25、数据预处理模块，所述数据预处理模块采集城市电网数据并对数据进行预处理；

26、保供分析模块，所述保供分析模块基于预处理后的数据，分析城市电网线路负载率、城市电网节点切负荷率，以及接入电源对城市电网线损和城市电网电压的影响；

27、综合评估模块，所述综合评估模块基于城市电网线路负载率、城市电网节点切负荷率，以及接入电源对城市电网线损和城市电网电压的影响的分析结果，建立城市电网保供时序灵敏度矩阵，获得节点保供能力的综合评估模型；

28、以及，迭代求解模块，所述迭代求解模块对节点保供能力的综合评估模型进行迭代求解，获得城市电网的最优保供策略并按照所述最优保供策略控制电源接入。

29、第三方面，本发明提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明所述方法的步骤。

30、第四方面，本发明提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤。

31、本发明提出的一种城市电网保供方法、系统、计算机设备和存储介质，首先基于采集的城市电网电气数据，进行城市电网保供分析，包括城市电网线路负载率、节点切负荷率、以及接入电源对城市电网线损和电压的影响的分析，并基于分析结果建立了城市电网线路负载率与节点切负荷率、线损、电压影响两两间的时序灵敏度矩阵，综合评估了节点接入电源对城市电网的影响程度，从而确定最佳的电源接入保供策略；本发明无需对城市电网进行改造，同时按照最佳的电源接入保供策略控制电源接入，能够有效缓解城市电网通道局部阻塞问题，同时不会造成电压越限。

32、本发明提出的一种城市电网保供方法、系统、计算机设备和存储介质，采用局部离群因子算法来检测异常数据，并采用线性插值法对异常数据进行修复处理，降低了异常数据对后续分析的影响，进一步提高了保供策略的准确性和可靠性。