【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電力自動(dòng)化，具體為一種基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，配電網(wǎng)的自動(dòng)化和智能化程度不斷提高，scada(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))在配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。scada系統(tǒng)通過(guò)傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，提供了大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)的智能化管理和維護(hù)奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)有技術(shù)中，配電網(wǎng)的自愈方法主要依賴(lài)于人工操作和預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，通過(guò)開(kāi)關(guān)和斷路器的操作實(shí)現(xiàn)故障隔離和電網(wǎng)重構(gòu)。然而，傳統(tǒng)的自愈方法存在響應(yīng)速度慢、智能化程度低等問(wèn)題，難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)快速、準(zhǔn)確故障處理的需求。
2、目前，配電網(wǎng)自愈技術(shù)的研究和應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展，主要包括自動(dòng)化開(kāi)關(guān)操作、故障檢測(cè)與定位、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等方面。這些技術(shù)通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備和智能算法，提高了故障處理的效率和準(zhǔn)確性。然而，現(xiàn)有技術(shù)仍存在一些不足之處，如故障檢測(cè)算法的準(zhǔn)確性和效率有待提高，電網(wǎng)重構(gòu)的優(yōu)化方法較為簡(jiǎn)單，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多變的負(fù)荷情況。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和分析方面缺乏靈活性，難以充分利用scada系統(tǒng)提供的豐富數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化決策。因此，開(kāi)發(fā)一種基于scada系統(tǒng)的配電網(wǎng)自愈方法，利用優(yōu)化算法提高故障檢測(cè)和電網(wǎng)重構(gòu)的效率和準(zhǔn)確性，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本專(zhuān)利技術(shù)。
2、因此，本專(zhuān)利技術(shù)解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)中的故障檢測(cè)算法通常存在準(zhǔn)確性和效率不足的問(wèn)題。傳統(tǒng)的故障隔離和電網(wǎng)重構(gòu)方法
3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，包括：根據(jù)scada系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行預(yù)處理。
4、對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，利用優(yōu)化的lof算法檢測(cè)異常情況。
5、進(jìn)行故障隔離，重構(gòu)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自愈。
6、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述根據(jù)scada系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行預(yù)處理包括，scada系統(tǒng)通過(guò)傳感器和儀表實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)包括電壓、電流、頻率、功率、相位角和電能質(zhì)量。
7、數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)歸一化，表示為：
8、
9、其中，xi′表示歸一化后的數(shù)據(jù)，xi表示原始數(shù)據(jù)，xmin表示數(shù)據(jù)中的最小值，xmax表示數(shù)據(jù)中的最大值。
10、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取包括，電壓特征提取表示為：
11、
12、其中，tv表示電壓特征，vmax表示電壓最大值，vmin表示電壓最小值，varg表示電壓平均值。
13、電流特征提取表示為：
14、
15、其中，ti表示電流特征，irms表示電流的均方根值，ipeak表示電流的峰值。
16、頻率特征提取公式表示為：
17、tf＝fstd
18、其中，tf表示頻率特征，fstd表示頻率的標(biāo)準(zhǔn)差。
19、功率特征提取表示為：
20、
21、其中，tp表示有功功率特征，pmax表示有功功率最大值，pmin表示有公告公路最小值，parg表示有功功率平均值。tq表示無(wú)功功率特征，qmax表示無(wú)功功率最大值，qmin表示無(wú)功功率最小值，qarg表示無(wú)功功率平均值。
22、相位角特征提取表示為：
23、tθ＝cos(θavg)
24、其中，tθ表示相位角特征，θavg表示相位角平均值。
25、電能質(zhì)量特征提取表示為：
26、
27、其中，tpq表示電能質(zhì)量特征，htotal表示總諧波失真，vrms表示電壓的均方根值。
28、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述利用優(yōu)化的lof算法檢測(cè)異常情況包括，對(duì)特征進(jìn)行融合，表示為：
29、
30、其中，fi表示歸一化后的特征，ti表示特征i的值，μi表示特征i的均值，σi表示特征i的標(biāo)準(zhǔn)差。
31、lof算法計(jì)算公式表示為：
32、
33、其中，lrdk(p)表示局部可達(dá)密度，表示為：
34、
35、其中，p表示待檢測(cè)點(diǎn)，nk(p)表示點(diǎn)p的k近鄰集合，reach_distk(p,o)表示可達(dá)距離，reach_distk(p,o)＝max{dist(p,o),min_distk(o)}。distk(p,o)表示點(diǎn)p和o之間的距離，min_distk(o)表示點(diǎn)o到其k近鄰的第k近鄰距離。
36、使用遺傳算法優(yōu)化lof算法的計(jì)算過(guò)程，提高算法準(zhǔn)確性和計(jì)算效率，遺傳算法包括初始化、適應(yīng)度計(jì)算、根據(jù)適應(yīng)度選擇部分個(gè)體作為下一代的父母、對(duì)選擇的個(gè)體進(jìn)行交叉操作，生成新的個(gè)體、變異引入隨機(jī)性、迭代。
37、初始化包括隨機(jī)生成初始種群，每個(gè)個(gè)體代表一個(gè)的局部可達(dá)密度計(jì)算方案。初始種群為{c1,c2,...,cn}，每個(gè)個(gè)體ci包含參數(shù)集合{αi,βi}。適應(yīng)度計(jì)算包括基于局部異常因子的公式，計(jì)算每個(gè)個(gè)體在當(dāng)前種群中的局部可達(dá)密度，并與其他個(gè)體進(jìn)行比較，適應(yīng)度函數(shù)表示為：
38、
39、其中，f(ci)表示適應(yīng)度函數(shù)，表示基于ci參數(shù)計(jì)算的lof值。
40、通過(guò)遺傳算法得到優(yōu)化參數(shù)，α表示由遺傳算法確定的電壓差異調(diào)整因子，β表示由遺傳算法確定的電流差異調(diào)整因子。根據(jù)優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化后的距離計(jì)算公式表示為：
41、
42、其中，distopt(p,o)表示點(diǎn)p和o之間的物理距離，vp表示點(diǎn)p的電壓，vo表示點(diǎn)o的電壓，ip表示p點(diǎn)的電流，io表示點(diǎn)o的電流。
43、根據(jù)優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化后的局部可達(dá)密度公式表示為：
44、
45、使用優(yōu)化后的局部可達(dá)密度計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的lof值，并判斷是否為異常點(diǎn)，表示為：
46、
47、其中，表示優(yōu)化后的可達(dá)距離，
48、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述利用優(yōu)化的lof算法檢測(cè)異常情況還包括，結(jié)合融合后的特征和優(yōu)化后的lof算法，綜合計(jì)算異常評(píng)分，表示為：
49、
50、其中，ap表示點(diǎn)p的綜合異常評(píng)分，n表示特征數(shù)量，fi表示特征i的歸一化值，lofk(p)表示點(diǎn)p的異常評(píng)分，λi表示特征i的權(quán)重。
51、綜合異常評(píng)分ap＞0.5時(shí)，判斷該點(diǎn)為異常情況。否則為正常情況。
52、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述進(jìn)行故障隔離包括，將綜合異常評(píng)分ap＞0.5的點(diǎn)進(jìn)行故障隔離，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述根據(jù)scada系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行預(yù)處理包括，SCADA系統(tǒng)通過(guò)傳感器和儀表實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)包括電壓、電流、頻率、功率、相位角和電能質(zhì)量；
3.如權(quán)利要求2所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取包括，電壓特征提取表示為：
4.如權(quán)利要求3所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述利用優(yōu)化的LOF算法檢測(cè)異常情況包括，對(duì)特征進(jìn)行融合，表示為：
5.如權(quán)利要求4所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述利用優(yōu)化的LOF算法檢測(cè)異常情況還包括，結(jié)合融合后的特征和優(yōu)化后的LOF算法，綜合計(jì)算異常評(píng)分，表示為：
6.如權(quán)利要求5所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述進(jìn)行故障隔離包括，將綜合異常評(píng)分Ap＞0.5的點(diǎn)進(jìn)行故障隔離，SCADA系統(tǒng)向自動(dòng)化開(kāi)關(guān)和發(fā)
7.如權(quán)利要求6所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述重構(gòu)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括，目標(biāo)是最小化負(fù)荷不平衡和重構(gòu)代價(jià)，基于線性規(guī)劃的電網(wǎng)重構(gòu)目標(biāo)函數(shù)和約束條件表示為：
8.一種采用如權(quán)利要求1-7任一所述方法的一種基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)，其特征在于：
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述根據(jù)scada系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行預(yù)處理包括，scada系統(tǒng)通過(guò)傳感器和儀表實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)包括電壓、電流、頻率、功率、相位角和電能質(zhì)量；
3.如權(quán)利要求2所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取包括，電壓特征提取表示為：
4.如權(quán)利要求3所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述利用優(yōu)化的lof算法檢測(cè)異常情況包括，對(duì)特征進(jìn)行融合，表示為：
5.如權(quán)利要求4所述的基于配網(wǎng)scada的配電網(wǎng)自愈方法，其特征在于：所述利用優(yōu)化的lof算法檢測(cè)異常情況還包括，結(jié)合融合后的特征和優(yōu)化后的lof算法，綜合計(jì)算異常評(píng)分，表示為：
6.如權(quán)利要...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：練寅，景詩(shī)毅，王榮，田婧，鄧瑞鋒，張?zhí)能?/a>，王朝柯，李云斌，李華鵬，邵寅，王昆倫，方學(xué)淞，饒弘宇，姚雨，吳紅松，張禹，林元，黃代云，姜仕波，袁金，張燕，王興國(guó)，
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