基于异构特征图模型聚合分析的配电网调度方法与流程

本发明涉及智能配电网，具体为基于异构特征图模型聚合分析的配电网调度方法。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，大量光伏发电系统并入配电网，由于光伏发电系统的接入点分布广泛，具有显著的间歇性和波动性，其发电功率随时间不断变化，导致配电网功率流动的不确定性和波动性不断加剧；同时，配电网的输出功率需求日益增长，不断增加相应的负荷设备及柔性智能开关，导致配电网的功率传输和分配进一步复杂化；而传统的潮流计算方法无法在如此复杂的工作环境中准确捕捉功率的动态变化，使得其计算的线损误差增大，且难以根据其计算出的线损设计相应的方案维持配电网稳定运行。

2、中国专利，公开号：cn117239754a，公开日：2023年12月15日，公开了一种考虑碳排放的风-光-火多电源协调运行方法及系统，包括：聚合多电源体内部光伏、风力和燃气轮机，构建上层多电源负荷的自主出力消纳模型用于求解配电网中各电源出力及各负荷用电情况；根据多电源体的发电量及各参与自主出力消纳负荷的用电量，建立下层配电网优化模型用于求解配电网潮流结果；引入滞期费协议并设置双层模型收敛条件，构建碳排放流模型计算双层模型收敛时的碳排放流结果；采集多电源参数数据和配电网参数数据输入所构建的模型并求解，得到最佳运行调度结果；而该发明并未考虑配电网运行数据的变化特性，导致其潮流计算得到的线损误差大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术未考虑配电网运行数据变化特性，使得线损计算结果误差大，导致相应配电网运行稳定性差的问题；提出了基于异构特征图模型聚合分析的配电网调度方法，通过配电网拓扑结构及运行数据构建异构特征图模型，同时确定初始特征，并对所述初始特征进行聚合分析得到聚合特征，接着根据聚合特征及异构特征图模型计算嵌入特征，再根据嵌入特征计算调节功率及配电网线损，并对调节功率与配电网线损进行关联分析得到设计功率补偿动作的基础—功率补偿因素，最后，配电网响应于根据所述功率补偿动作确定的调度策略执行调度动作，显著提高所述配电网的稳定性。

2、第一方面，本发明实施例中提供的一种技术方案是，基于异构特征图模型聚合分析的配电网调度方法，包括以下步骤：

3、s1、获取配电网运行数据并进行归一化处理，得到初始数据集；

4、s2、基于所述初始数据集以及相应配电网拓扑结构建立异构特征图模型并确定初始特征集；

5、s3、基于异构特征图神经网络结合特征聚合公式对初始特征集进行特征聚合确定聚合特征；s4、根据所述聚合特征及异构特征图模型中不同节点计算嵌入特征；

6、s5、根据所述嵌入特征计算调节功率及配电网线损，并根据调节功率及配电网线损确定所述配电网的调度策略。

7、本方案中，对获取的配电网运行数据进行归一化处理，得到数据量级统一的初始数据集，并基于所述初始数据集以及相应配电网拓扑结构建立包含配电网各类电力设备并网点的异构特征图模型，同时将初始数据集中的数据作为初始特征，明确配电网中功率、电压、电流等电气数据的变化特性，接着对所述初始特征进行聚合分析得到对应节点数据综合变化特性的聚合特征，并根据聚合特征及异构特征图模型计算用于计算调节功率与配电网线损的嵌入特征，再根据嵌入特征计算调节功率及配电网线损，并对调节功率与配电网线损进行关联分析得到设计功率补偿动作的基础—功率补偿因素，最后，配电网响应于根据所述功率补偿动作确定的调度策略执行调度动作，显著提高所述配电网的稳定性。

8、作为优选，所述s1中，所述归一化处理对应的归一化公式具体为：

9、

10、式中，pnorm为归一化后的功率值，pmin为功率数据的最小值，pmax为功率数据的最大值，p为需要进行归一化处理的功率值，unorm为归一化后的电压值，umin为电压数据的最小值，umax为电压数据的最大值，u为需要进行归一化处理的电压值。

11、本方案中，当相应运行数据经过归一化公式成为数据量级相同的数据后，便于不同电力设备、不同时间段、不同种数据之间的比较分析，使所述数据的变化特性更容易被捕捉。

12、作为优选，所述s2中，基于所述初始数据集以及相应配电网拓扑结构建立异构特征图模型的具体过程为：

13、s21、根据配电网拓扑结构确定配电网中电力设备对应节点并标记，并基于所述电力设备建立初始数据集与已完成标记节点的对应关系；

14、同步地，提取初始数据集中的数据特征，并标记所述数据特征为初始特征；

15、s22、根据所述电力设备在配电网中的拓扑信息构建节点拓扑图，并基于所述对应关系确定节点的对应初始特征；

16、s23、整合所述节点拓扑图及节点的对应初始特征得到异构特征图模型；

17、其中，所述初始数据集中的数据特征至少包括配电网中光伏发电设备的发电功率及发电电压、负荷设备的消耗功率及消耗电流、智能软开关的输入功率、输出功率及电压。

18、本方案中，建立所述初始特征与配电网拓扑结构中节点的对应关系，明确同一节点特征对应数据的走向，为后续的聚合分析作支撑。

19、作为优选，所述s3中，特征聚合公式具体为：

20、

21、式中，是在第i次迭代后节点x的光伏类型聚合特征，a表示光伏类型的特征，b表示负荷类型的特征，c表示智能软开关类型的特征，ni(x)是节点x在第i轮中的邻居节点集合，gru(gb(x′))表示对邻居节点x′的负荷类型初始特征gb(x′)通过gru进行聚合计算，gru(gc(x′))表示对邻居节点x′的智能软开关类型初始特征gc(x′)通过gru进行聚合计算，表示双向gru聚合后的特征拼接操作，|ni(x)|为节点x的邻居节点数量；所述gru是异构特征图神经网络中用于处理邻居节点初始特征的门控循环单元。

22、本方案中，得到配电网中节点的聚合特征后，可以根据所述聚合特征得到节点对应不同数据变化的节点功率变化、电压变化、电流变化。

23、作为优选，所述特征聚合公式在第i次迭代中完成节点特征聚合后输出的聚合特征至少包括节点对应光伏类型特征、节点对应负荷类型特征及节点对应智能软开关类型特征。

24、本方案中，所述聚合特征至少包括节点对应光伏类型特征、节点对应负荷类型特征及节点对应智能软开关类型特征，便于分析当节点对应的光伏发电系统、负荷设备、智能软开关发生变化时对节点状态的影响，同时明确引起节点状态变化对应数据的流向。

25、作为优选，所述s4中，嵌入特征的计算公式具体为：

26、

27、式中，ex表示节点x的嵌入特征，g(x)表示节点x的特征，ox表示与节点x相关的邻居节点集合，βx,x表示节点x对应特征的加权系数，gy(x)表示邻居节点y的特征，βx,y表示邻居节点y对应特征的加权系数。

28、作为优选，所述嵌入特征的计算公式中，节点x的特征g(x)至少包括节点x聚合特征中的光伏功率特征、光伏电压特征，邻居节点y的特征gy(x)至少包括有节点y聚合特征中的负荷类型特征、智能软开关类型特征。

29、本方案中，通过节点x的光伏功率特征、光伏电压特征以及节点x的邻居节点的负荷类型特征、智能软开关类型特征计算节点x的嵌入特征，同时根据聚合特征设置相应的权重系数，即βx,x和βx,y，得到节点对应光伏特征与邻居节点对应特征对所述节点状态变化的优先级，为配电网调度动作的设计作支撑。

30、作为优选，所述s5中，调节功率的计算公式具体为：

31、pout＝fadjust(pin,zline)；

32、式中，pout为传输线路输出功率，即调节功率；pin为传输线路上节点嵌入特征中的功率特征；zline为传输线路的阻抗；fadjust为调节函数；

33、配电网线损的计算公式具体为：

34、

35、式中，zj为第j条输电线路的阻抗，ij为流经第j条输电线路的电流，n为输电线路的总数，ploss为输电线路的总线损。

36、本方案中，所述电流数据是根据输电线路上不同节点嵌入特征计算得到的电流，其体现了对应输电线路的电流、电压变化。

37、作为优选，所述s5中，计算得到调节功率及配电网线损后，还需根据所述调节功率及误差计算公式计算误差值，当所述误差值大于等于预设阈值时，基于所述调节功率及配电网线损更新初始特征集并执行步骤s3。

38、本方案中，为确保计算的配电网线损与调节功率契合配电网的当前运行状态，采用误差值进行判断，并在所述误差值大于等于预设阈值时重新计算，保证了所述配电网线损与调节功率的准确性、有效性。

39、作为优选，所述s5中，根据调节功率及配电网线损确定所述配电网的调度策略的具体过程为：

40、s51、将所述调节功率与配电网线损进行关联分析确定功率补偿因素；

41、s52、根据所述功率补偿因素设计配电网中智能软开关的功率补偿动作；

42、s53、整理所述功率补偿动作确定配电网的调度策略。

43、本方案中，将调节功率与配电网线损进行关联分析可以确定配电网不同区域、时段对应的功率补偿因素，也可以根据所述功率补偿因素设计不同智能软开关在不同时段的功率补偿动作，实现对配电网整体功率资源的最大化利用。

44、本发明至少具备如下实质性效果：

45、本技术对获取的配电网运行数据进行归一化处理，得到数据量级统一的初始数据集，消除了不同数据量级引起的数据比对分析困难，并基于所述初始数据集以及相应配电网拓扑结构建立包含配电网各类电力设备并网点的异构特征图模型，并于明确配电网中节点的位置与所述节点对应的电力设备，同时将初始数据集中的数据作为初始特征，明确配电网中功率、电压、电流等电气数据的变化特性，接着对所述初始特征进行聚合分析得到对应节点数据综合变化特性的聚合特征，并根据聚合特征及异构特征图模型计算用于计算调节功率与配电网线损的嵌入特征，明确不同电力设备对应特征、邻居节点特征对相应节点状态变化的影响，再根据嵌入特征计算调节功率及配电网线损，并对调节功率与配电网线损进行关联分析得到设计功率补偿动作的基础—功率补偿因素，最后，配电网响应于根据所述功率补偿动作确定的调度策略执行调度动作，显著提高所述配电网的稳定性。