基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的含IIDG配電網(wǎng)短路電流計(jì)算模型研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-17 09:15
隨著能源、環(huán)境問題日益突出,分布式電源(Distributed Generation,DG),尤其是逆變器型分布式電源(Inverter Interfaced DG,IIDG)在配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。IIDG接入在帶來積極作用的同時(shí),也對配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了不良影響。在故障情況下,IIDG有著強(qiáng)非線性輸出特性,與傳統(tǒng)電源有很大不同。這使得傳統(tǒng)短路電流計(jì)算方法已不再適用,給配電網(wǎng)繼保裝置的整定帶來困難。目前含IIDG配電網(wǎng)短路電流計(jì)算主要采用物理建模方法,在IIDG高滲透情況下存在不足。為此,本文從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)角度出發(fā),重點(diǎn)研究了基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法的含IIDG和IIDG高滲透下配電網(wǎng)短路電流計(jì)算方法,取得了如下研究成果:(1)提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的含IIDG配電網(wǎng)短路電流計(jì)算模型。給出了模型的整體框架和流程;對與短路電流相關(guān)的配電網(wǎng)特征進(jìn)行了分析,從故障分析理論角度創(chuàng)新性地提出將IIDG未接入時(shí)的配電網(wǎng)短路電流作為關(guān)鍵特征;提出了基于MATLAB/Simulink的樣本生成方法,能夠自動(dòng)積累數(shù)據(jù)集。此框架通過離線訓(xùn)練模型,在線計(jì)算的模式,提升了短路電流計(jì)算方法的實(shí)時(shí)應(yīng)用能力。(2)將上述模...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
短路電流計(jì)算流程圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章短路電流計(jì)算模型應(yīng)用研究26樣本數(shù)量增加后,特征組合II+III所包含的信息大于特征組合I+III,此時(shí)使用特征組合II+III機(jī)器學(xué)習(xí)模型會(huì)具有更好的泛化能力。(a)R1(b)R2(c)R3圖3.4不同樣本數(shù)量下兩種特征組合的結(jié)果對比3.2.5與物理建模方法對比為進(jìn)一步說明本文方法的有效性,選取文獻(xiàn)[53]中算法進(jìn)行方法對比。采用
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章短路電流計(jì)算模型應(yīng)用研究30圖,如圖3.6所示,同樣可分為離線訓(xùn)練和在線應(yīng)用兩部分。開始設(shè)置M個(gè)基礎(chǔ)運(yùn)行方式的配電網(wǎng)參數(shù),作為后續(xù)樣本生成的基礎(chǔ),生成的樣本總數(shù)為e,初始設(shè)定i=1生成隨機(jī)數(shù),修改系統(tǒng)等值阻抗、負(fù)荷需求、網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),形成第i個(gè)運(yùn)行方式獲得第j個(gè)故障類型的If獲得If_DG,形成第j個(gè)故障類型的樣本標(biāo)簽i=i+1i=e?N每種故障類型各獲得e條樣本樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理交叉驗(yàn)證選擇超參數(shù),獲取最佳參數(shù)組合對每種故障類型的樣本進(jìn)行訓(xùn)練,生成10個(gè)模型結(jié)束開始將特征向量輸入訓(xùn)練好的模型,輸出該情況下所要求的短路電流結(jié)束Y按照隨機(jī)生成的IIDG參數(shù)接入IIDG(a)離線訓(xùn)練階段(b)在線應(yīng)用階段生成隨機(jī)數(shù),修改故障線路及故障位置根據(jù)故障類型,選擇對應(yīng)的短路電流計(jì)算模型經(jīng)過與訓(xùn)練時(shí)相同的預(yù)處理過程j=1設(shè)置第j種故障類型j=10?j=j+1NY根據(jù)運(yùn)行方式信息及故障信息,獲得不含IIDG時(shí)的短路電流,形成特征向量圖3.6基于XGBoost的短路電流計(jì)算方法流程圖在離線訓(xùn)練階段,需要針對10種故障類型分別訓(xùn)練出10個(gè)對應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。首先設(shè)置M個(gè)基礎(chǔ)運(yùn)行方式的配置參數(shù)以及每種基礎(chǔ)運(yùn)行方式所需的樣本數(shù)e。然后對于每個(gè)運(yùn)行方式i,按照2.5節(jié)所述在各基礎(chǔ)運(yùn)行方式基礎(chǔ)上,隨機(jī)生成新的系統(tǒng)等值阻抗、負(fù)荷功率需求、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞鹊,并隨機(jī)生成故障線路和故障位置。接著,在以上運(yùn)行方式和故障參數(shù)的基礎(chǔ)上,輪流設(shè)置10種故障
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]泛在電力物聯(lián)網(wǎng)釋義與研究展望[J]. 楊挺,翟峰,趙英杰,盆海波. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(13)
[2]用于電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估的一種基于網(wǎng)絡(luò)嵌入和支持向量回歸的人工智能方法(英文)[J]. Hui-fang WANG,Chen-yu ZHANG,Dong-yang LIN,Ben-teng HE. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2019(06)
[3]泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 傅質(zhì)馨,李瀟逸,袁越. 電力建設(shè). 2019(05)
[4]5G通信與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的融合:應(yīng)用分析與研究展望[J]. 王毅,陳啟鑫,張寧,馮成,滕飛,孫銘陽,康重慶. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(05)
[5]基于物理—數(shù)據(jù)融合模型的電網(wǎng)暫態(tài)頻率特征在線預(yù)測方法[J]. 王琦,李峰,湯奕,薛禹勝. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2018(19)
[6]“智能電網(wǎng)+”研究綜述[J]. 鞠平,周孝信,陳維江,余一平,秦川,李若梅,王成山,董旭柱,劉健,文勁宇,劉玉田,李揚(yáng),陳慶,陸曉,孫大雁,徐春雷,陳星鶯,吳峰,馬宏忠. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(05)
[7]大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用綜述[J]. 費(fèi)思源. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]含分布式電源的配電網(wǎng)保護(hù)改進(jìn)方案綜述[J]. 王鮑雅瓊,陳皓. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(12)
[9]含低電壓穿越型分布式電源配電網(wǎng)的短路電流計(jì)算方法[J]. 楊杉,同向前. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(11)
[10]采用互信息與隨機(jī)森林算法的用戶用電關(guān)聯(lián)因素辨識(shí)及用電量預(yù)測方法[J]. 趙騰,王林童,張焰,田世明. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
博士論文
[1]含換流器型分布式電源配電網(wǎng)的潮流與短路電流計(jì)算方法[D]. 楊杉.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于就地和區(qū)域信息的自適應(yīng)保護(hù)研究[D]. 沈紹斐.浙江大學(xué) 2018
[3]自適應(yīng)重合閘和自適應(yīng)電流保護(hù)技術(shù)研究[D]. 林達(dá).浙江大學(xué) 2016
[4]分布式發(fā)電接入電網(wǎng)故障穿越控制及短路電流計(jì)算方法[D]. 王強(qiáng)鋼.重慶大學(xué) 2015
本文編號(hào):3234915
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
短路電流計(jì)算流程圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章短路電流計(jì)算模型應(yīng)用研究26樣本數(shù)量增加后,特征組合II+III所包含的信息大于特征組合I+III,此時(shí)使用特征組合II+III機(jī)器學(xué)習(xí)模型會(huì)具有更好的泛化能力。(a)R1(b)R2(c)R3圖3.4不同樣本數(shù)量下兩種特征組合的結(jié)果對比3.2.5與物理建模方法對比為進(jìn)一步說明本文方法的有效性,選取文獻(xiàn)[53]中算法進(jìn)行方法對比。采用
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章短路電流計(jì)算模型應(yīng)用研究30圖,如圖3.6所示,同樣可分為離線訓(xùn)練和在線應(yīng)用兩部分。開始設(shè)置M個(gè)基礎(chǔ)運(yùn)行方式的配電網(wǎng)參數(shù),作為后續(xù)樣本生成的基礎(chǔ),生成的樣本總數(shù)為e,初始設(shè)定i=1生成隨機(jī)數(shù),修改系統(tǒng)等值阻抗、負(fù)荷需求、網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),形成第i個(gè)運(yùn)行方式獲得第j個(gè)故障類型的If獲得If_DG,形成第j個(gè)故障類型的樣本標(biāo)簽i=i+1i=e?N每種故障類型各獲得e條樣本樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理交叉驗(yàn)證選擇超參數(shù),獲取最佳參數(shù)組合對每種故障類型的樣本進(jìn)行訓(xùn)練,生成10個(gè)模型結(jié)束開始將特征向量輸入訓(xùn)練好的模型,輸出該情況下所要求的短路電流結(jié)束Y按照隨機(jī)生成的IIDG參數(shù)接入IIDG(a)離線訓(xùn)練階段(b)在線應(yīng)用階段生成隨機(jī)數(shù),修改故障線路及故障位置根據(jù)故障類型,選擇對應(yīng)的短路電流計(jì)算模型經(jīng)過與訓(xùn)練時(shí)相同的預(yù)處理過程j=1設(shè)置第j種故障類型j=10?j=j+1NY根據(jù)運(yùn)行方式信息及故障信息,獲得不含IIDG時(shí)的短路電流,形成特征向量圖3.6基于XGBoost的短路電流計(jì)算方法流程圖在離線訓(xùn)練階段,需要針對10種故障類型分別訓(xùn)練出10個(gè)對應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。首先設(shè)置M個(gè)基礎(chǔ)運(yùn)行方式的配置參數(shù)以及每種基礎(chǔ)運(yùn)行方式所需的樣本數(shù)e。然后對于每個(gè)運(yùn)行方式i,按照2.5節(jié)所述在各基礎(chǔ)運(yùn)行方式基礎(chǔ)上,隨機(jī)生成新的系統(tǒng)等值阻抗、負(fù)荷功率需求、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞鹊,并隨機(jī)生成故障線路和故障位置。接著,在以上運(yùn)行方式和故障參數(shù)的基礎(chǔ)上,輪流設(shè)置10種故障
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]泛在電力物聯(lián)網(wǎng)釋義與研究展望[J]. 楊挺,翟峰,趙英杰,盆海波. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(13)
[2]用于電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估的一種基于網(wǎng)絡(luò)嵌入和支持向量回歸的人工智能方法(英文)[J]. Hui-fang WANG,Chen-yu ZHANG,Dong-yang LIN,Ben-teng HE. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2019(06)
[3]泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 傅質(zhì)馨,李瀟逸,袁越. 電力建設(shè). 2019(05)
[4]5G通信與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的融合:應(yīng)用分析與研究展望[J]. 王毅,陳啟鑫,張寧,馮成,滕飛,孫銘陽,康重慶. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(05)
[5]基于物理—數(shù)據(jù)融合模型的電網(wǎng)暫態(tài)頻率特征在線預(yù)測方法[J]. 王琦,李峰,湯奕,薛禹勝. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2018(19)
[6]“智能電網(wǎng)+”研究綜述[J]. 鞠平,周孝信,陳維江,余一平,秦川,李若梅,王成山,董旭柱,劉健,文勁宇,劉玉田,李揚(yáng),陳慶,陸曉,孫大雁,徐春雷,陳星鶯,吳峰,馬宏忠. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(05)
[7]大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用綜述[J]. 費(fèi)思源. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]含分布式電源的配電網(wǎng)保護(hù)改進(jìn)方案綜述[J]. 王鮑雅瓊,陳皓. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(12)
[9]含低電壓穿越型分布式電源配電網(wǎng)的短路電流計(jì)算方法[J]. 楊杉,同向前. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(11)
[10]采用互信息與隨機(jī)森林算法的用戶用電關(guān)聯(lián)因素辨識(shí)及用電量預(yù)測方法[J]. 趙騰,王林童,張焰,田世明. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
博士論文
[1]含換流器型分布式電源配電網(wǎng)的潮流與短路電流計(jì)算方法[D]. 楊杉.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于就地和區(qū)域信息的自適應(yīng)保護(hù)研究[D]. 沈紹斐.浙江大學(xué) 2018
[3]自適應(yīng)重合閘和自適應(yīng)電流保護(hù)技術(shù)研究[D]. 林達(dá).浙江大學(xué) 2016
[4]分布式發(fā)電接入電網(wǎng)故障穿越控制及短路電流計(jì)算方法[D]. 王強(qiáng)鋼.重慶大學(xué) 2015
本文編號(hào):3234915
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