本發(fā)明涉及配電網(wǎng)，尤其涉及一種配電網(wǎng)快速合環(huán)倒負(fù)荷的實(shí)時(shí)角差監(jiān)測(cè)與智能決策方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及供電可靠性要求的持續(xù)提升，快速合環(huán)倒負(fù)荷技術(shù)已成為城市配電網(wǎng)和工業(yè)園區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)中的常用運(yùn)行方式。所謂快速合環(huán)倒負(fù)荷，是指在不同電源點(diǎn)供電的兩條線路之間，通過短時(shí)并列建立電氣連接，在不停電條件下完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移，再通過解列恢復(fù)常規(guī)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的操作方式，該運(yùn)行方式廣泛應(yīng)用于檢修轉(zhuǎn)供、電源切換、負(fù)荷優(yōu)化分配以及突發(fā)故障應(yīng)急處理中，尤其在戶外架空線路、柱上開關(guān)、箱式變電站以及多分支饋線結(jié)構(gòu)中更為常見。在實(shí)際運(yùn)行過程中，合環(huán)操作的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確掌握合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)電壓相角差，以控制合環(huán)瞬間可能產(chǎn)生的環(huán)流大小，避免因相位差過大而導(dǎo)致沖擊電流、保護(hù)誤動(dòng)或設(shè)備應(yīng)力增加。在戶外配電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境中，當(dāng)空氣濕度升高并達(dá)到一定條件時(shí)，絕緣子、極柱、支架及電壓取樣部位表面容易形成凝露水跡，水跡在電場(chǎng)作用下可能沿特定路徑連通，形成附加導(dǎo)電通道，從而改變?cè)须姎獾刃?dǎo)納分布結(jié)構(gòu)，影響電壓相角的測(cè)量準(zhǔn)確性。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，合環(huán)角差的獲取通常依賴離線潮流計(jì)算結(jié)果或基于單點(diǎn)電壓測(cè)量配合同步裝置進(jìn)行估算，在環(huán)境干燥且設(shè)備狀態(tài)理想的情況下能夠滿足基本需求，但當(dāng)戶外設(shè)備表面存在凝露或潮濕附著時(shí)，附加泄漏導(dǎo)納會(huì)改變節(jié)點(diǎn)之間的電氣比例關(guān)系，使觀測(cè)導(dǎo)納矩陣產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性偏移，從而引起電壓相角計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)系統(tǒng)性誤差。由于現(xiàn)有方法缺乏對(duì)導(dǎo)納結(jié)構(gòu)偏移的識(shí)別與修正機(jī)制，難以區(qū)分由真實(shí)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化引起的相位差與由環(huán)境附加導(dǎo)電通道引起的測(cè)量偏差，導(dǎo)致在快速合環(huán)倒負(fù)荷決策過程中存在角差判斷不準(zhǔn)確、環(huán)流評(píng)估失真甚至誤判的風(fēng)險(xiǎn)，影響配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的難以區(qū)分由真實(shí)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化引起的相位差與由環(huán)境附加導(dǎo)電通道引起的測(cè)量偏差的缺點(diǎn)，而提出的一種配電網(wǎng)快速合環(huán)倒負(fù)荷的實(shí)時(shí)角差監(jiān)測(cè)與智能決策方法及系統(tǒng)。
2、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種配電網(wǎng)快速合環(huán)倒負(fù)荷的實(shí)時(shí)角差監(jiān)測(cè)與智能決策方法，包括：
4、s1、基于配電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的三相電壓時(shí)間序列，構(gòu)成相角測(cè)量矩陣；
5、s2、基于相角測(cè)量矩陣，得到觀測(cè)導(dǎo)納矩陣；
6、s3、當(dāng)配電網(wǎng)處于干燥參考工況下，計(jì)算干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，并基于干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣和觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，得到凝露拓?fù)滏i存矩陣；
7、s4、基于凝露拓?fù)滏i存矩陣構(gòu)建策略評(píng)價(jià)矩陣，基于策略評(píng)價(jià)矩陣中的目標(biāo)狀態(tài)行得到補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣；
8、s5、基于補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣計(jì)算強(qiáng)化學(xué)習(xí)的回報(bào)值，并基于回報(bào)值，對(duì)策略評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行更新，以得到目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣；
9、s6、基于目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣，對(duì)合環(huán)聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行快速合環(huán)倒負(fù)荷控制。
10、優(yōu)選地，基于配電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的三相電壓時(shí)間序列，構(gòu)成相角測(cè)量矩陣，包括：
11、對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)選取，得到多個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)；
12、對(duì)測(cè)量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三相電壓采樣，得到三相電壓時(shí)間序列；
13、對(duì)三相電壓時(shí)間序列進(jìn)行離散傅里葉變換，得到第一相電壓相角、第二相電壓相角和第三相電壓相角；
14、基于第一相電壓相角、第二相電壓相角和第三相電壓相角，構(gòu)成相角測(cè)量矩陣。
15、優(yōu)選地，基于相角測(cè)量矩陣，得到觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，包括：
16、對(duì)測(cè)量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三相電流采樣，得到三相電流時(shí)間序列；
17、對(duì)三相電流時(shí)間序列進(jìn)行離散傅里葉變換處理，得到第一相電流相量、第二相電流相量和第三相電流相量；
18、基于第一相電流相量、第二相電流相量和第三相電流相量，構(gòu)建電流矩陣；
19、對(duì)相角測(cè)量矩陣進(jìn)行廣義逆運(yùn)算，得到相角測(cè)量矩陣的廣義逆矩陣；
20、對(duì)相角測(cè)量矩陣的廣義逆矩陣和電流矩陣進(jìn)行矩陣乘法，得到觀測(cè)導(dǎo)納矩陣。
21、優(yōu)選地，當(dāng)配電網(wǎng)處于干燥參考工況下，計(jì)算干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，包括：
22、確定配電網(wǎng)處于無凝露且環(huán)境穩(wěn)定的干燥參考工況；
23、獲取在干燥參考工況下的干燥相角測(cè)量矩陣和干燥電流矩陣；
24、基于干燥電流矩陣和干燥相角測(cè)量矩陣，計(jì)算干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣。
25、優(yōu)選地，基于干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣和觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，得到凝露拓?fù)滏i存矩陣，包括：
26、基于觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，得到平均導(dǎo)納矩陣；
27、基于干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，得到參考導(dǎo)納矩陣；
28、對(duì)平均導(dǎo)納矩陣和參考導(dǎo)納矩陣進(jìn)行矩陣減法，得到凝露拓?fù)滏i存矩陣。
29、優(yōu)選地，構(gòu)建策略評(píng)價(jià)矩陣，包括：
30、基于配電網(wǎng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定角差補(bǔ)償系數(shù)集合；
31、基于角差補(bǔ)償系數(shù)集合，構(gòu)建候選角差補(bǔ)償矩陣；
32、對(duì)凝露拓?fù)滏i存矩陣的元素分布進(jìn)行分類處理，得到凝露拓?fù)漕愋停?/p>
33、基于候選角差補(bǔ)償矩陣和不同的凝露拓?fù)漕愋停瑯?gòu)建策略評(píng)價(jià)矩陣。
34、優(yōu)選地，基于策略評(píng)價(jià)矩陣中的目標(biāo)狀態(tài)行得到補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，包括：
35、基于凝露拓?fù)滏i存矩陣，確定策略評(píng)價(jià)矩陣中的目標(biāo)狀態(tài)行；
36、基于目標(biāo)狀態(tài)行，對(duì)策略評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行列索引選取，得到與目標(biāo)狀態(tài)行對(duì)應(yīng)的候選角差補(bǔ)償矩陣；
37、對(duì)目標(biāo)狀態(tài)行對(duì)應(yīng)的候選角差補(bǔ)償矩陣和相角測(cè)量矩陣進(jìn)行矩陣加法，得到補(bǔ)償相角測(cè)量矩陣；
38、計(jì)算補(bǔ)償相角測(cè)量矩陣的廣義逆矩陣；
39、對(duì)電流矩陣和補(bǔ)償相角測(cè)量矩陣的廣義逆矩陣進(jìn)行矩陣乘法，得到補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣。
40、優(yōu)選地，得到目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣，包括：
41、對(duì)補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣與參考導(dǎo)納矩陣進(jìn)行矩陣減法，得到導(dǎo)納殘差矩陣；
42、對(duì)導(dǎo)納殘差矩陣進(jìn)行范數(shù)計(jì)算，得到殘差指標(biāo)；
43、基于殘差指標(biāo)，計(jì)算強(qiáng)化學(xué)習(xí)的回報(bào)值；
44、基于回報(bào)值，對(duì)策略評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行更新，得到更新后的策略評(píng)價(jià)矩陣；
45、對(duì)更新后的策略評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行列最大值搜索，得到目標(biāo)列索引；
46、將目標(biāo)列索引對(duì)應(yīng)的候選角差補(bǔ)償矩陣作為目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣。
47、優(yōu)選地，基于目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣，對(duì)合環(huán)聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行快速合環(huán)倒負(fù)荷控制，包括：
48、對(duì)當(dāng)前采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的相角測(cè)量矩陣和目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣進(jìn)行矩陣加法，得到在線補(bǔ)償相角測(cè)量矩陣；
49、從在線補(bǔ)償相角測(cè)量矩陣中，提取合環(huán)支路中測(cè)量節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相角數(shù)據(jù)；
50、基于相角數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)時(shí)角差；
51、基于實(shí)時(shí)角差，生成快速合環(huán)倒負(fù)荷控制策略；
52、快速合環(huán)倒負(fù)荷控制策略，對(duì)合環(huán)聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行快速合環(huán)倒負(fù)荷控制。
53、為了解決上述問題，本發(fā)明還提供一種配電網(wǎng)快速合環(huán)倒負(fù)荷的實(shí)時(shí)角差監(jiān)測(cè)與智能決策系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
54、相量采集模塊，用于基于配電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的三相電壓時(shí)間序列，構(gòu)成相角測(cè)量矩陣；
55、導(dǎo)納建模模塊，用于基于相角測(cè)量矩陣，得到觀測(cè)導(dǎo)納矩陣；
56、凝露建模模塊，用于當(dāng)配電網(wǎng)處于干燥參考工況下，計(jì)算干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，并基于干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣和觀測(cè)導(dǎo)納矩陣，得到凝露拓?fù)滏i存矩陣；
57、強(qiáng)化決策模塊，用于基于凝露拓?fù)滏i存矩陣構(gòu)建策略評(píng)價(jià)矩陣，基于策略評(píng)價(jià)矩陣中的目標(biāo)狀態(tài)行得到補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣；
58、補(bǔ)償生成模塊，用于基于補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣計(jì)算強(qiáng)化學(xué)習(xí)的回報(bào)值，并基于回報(bào)值，對(duì)策略評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行更新，以得到目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣；
59、并列控制模塊，用于基于目標(biāo)角差補(bǔ)償矩陣，對(duì)合環(huán)聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行快速合環(huán)倒負(fù)荷控制。
60、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
61、1、本發(fā)明通過構(gòu)建干燥觀測(cè)導(dǎo)納矩陣作為穩(wěn)定基準(zhǔn)，并將實(shí)時(shí)觀測(cè)導(dǎo)納矩陣與其進(jìn)行對(duì)比分析，形成凝露拓?fù)滏i存矩陣，從而識(shí)別由環(huán)境凝露引起的附加泄漏導(dǎo)納分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)納結(jié)構(gòu)偏移的定量刻畫，相較于僅依賴單點(diǎn)相角測(cè)量或離線潮流計(jì)算的方式，能夠在復(fù)雜戶外環(huán)境下準(zhǔn)確區(qū)分真實(shí)運(yùn)行變化與環(huán)境附加導(dǎo)電通道所致偏差，提高合環(huán)角差判斷的準(zhǔn)確性。
62、2、基于凝露拓?fù)漕愋蜆?gòu)建策略評(píng)價(jià)矩陣，并通過補(bǔ)償觀測(cè)導(dǎo)納矩陣與參考導(dǎo)納矩陣之間的殘差指標(biāo)建立強(qiáng)化更新機(jī)制，使角差補(bǔ)償過程具有自適應(yīng)能力，通過對(duì)不同候選補(bǔ)償矩陣進(jìn)行在線評(píng)價(jià)與迭代更新，能夠逐步篩選出最優(yōu)補(bǔ)償方案，降低導(dǎo)納殘差，提高補(bǔ)償后相角與真實(shí)電網(wǎng)狀態(tài)的一致程度，從而提升決策可靠性。
63、3、基于修正后的在線相角數(shù)據(jù)計(jì)算合環(huán)兩側(cè)實(shí)時(shí)角差，生成快速合環(huán)倒負(fù)荷控制策略，通過將物理建模與智能決策相結(jié)合，使合環(huán)操作建立在修正后的真實(shí)電氣關(guān)系基礎(chǔ)之上，有效減少因環(huán)境影響造成的誤判風(fēng)險(xiǎn)，提高配電網(wǎng)快速合環(huán)倒負(fù)荷過程的安全性與穩(wěn)定性。