一种暂态电压稳定评估模型构建方法、系统、设备和介质与流程

本发明涉及电网安全，尤其涉及一种暂态电压稳定评估模型构建方法、系统、设备和介质。

背景技术：

1、电压稳定是电网稳定的重要基础，在新能源发电占比不断提高的影响下，电网潮流分布的不确定性越来越强，安全裕度低的运行方式也将更加频繁的发生，对大电网暂态电压稳定评估的准确性、快速性、适应性提出了更高的需求。

2、快速可靠的暂态电压稳定评估是电网安全稳定控制的基础。目前，暂态电压稳定评估可分为基于机理的评估方法与基于数据的评估方法两大类。基于机理的方法中时域仿真法可靠且成熟，但求解十分耗时。基于数据的评估方法，对于电力系统简单的拓扑变化，cnn模型可准确提供故障后电网各多节点暂态电压安全水平和稳定性标签。但采用上述方法只能以欧式数据作为输入特征，重要的拓扑结构信息无法在结构化的数据中突出表示，对网络拓扑的复杂变化适应性和泛化能力不足。

技术实现思路

1、本发明提供了一种暂态电压稳定评估模型构建方法、系统、设备和介质，解决了现有的技术只能以欧式数据作为输入特征，重要的拓扑结构信息无法在结构化的数据中突出表示，对网络拓扑的复杂变化适应性和泛化能力不足的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种暂态电压稳定评估模型构建方法，包括：

3、响应于接收到的暂态电压稳定定量评估请求，获取所述暂态电压稳定定量评估请求对应的电网各节点的节点信息；

4、采用所述节点信息中的目标节点特征向量集和目标输出集输入预设的初始暂态电压稳定评估模型中进行训练，生成更新暂态电压稳定评估模型；

5、对所述更新暂态电压稳定评估模型和预设网络模型进行评估，生成评估结果；

6、基于所述评估结果选取最优的更新暂态电压稳定评估模型，确定目标暂态电压稳定评估模型。

7、可选地，还包括：

8、获取发电机出力变化范围、负荷变化范围、短路类型和故障地点；

9、根据所述负荷变化范围内控制所述发电机出力在预设范围内进行变化，并保留收敛的潮流样本；

10、基于所述发电机出力变化范围、所述负荷变化范围、所述短路类型、所述故障地点和所述潮流样本，通过电力系统仿真软件计算故障发生时刻各节点的电压变化量和故障后各所述节点的电压时序波形；

11、获取机组故障前的有功出力、无功出力、故障发生时刻各所述节点的电压变化量和故障位置信息；

12、采用所述机组故障前的有功出力、无功出力、故障时刻各所述节点的电压变化量和所述故障位置信息，生成各所述节点的节点特征向量集。

13、可选地，还包括：

14、获取所述电网的母线电压初始值、故障切除后母线电压的最低值、电压安全阈值、故障后电压低于所述电压安全阈值的可容忍时间、故障后仿真总时长、故障切除时刻、故障后母线电压低于所述电压安全阈值的最大持续时间和仿真结束前电压平均值；

15、采用所述母线电压初始值、所述故障切除后母线电压的最低值、所述电压安全阈值、所述故障后电压低于所述电压安全阈值的可容忍时间、所述故障后仿真总时长、所述故障切除时刻、所述故障后母线电压低于所述电压安全阈值的最大持续时间和所述仿真结束前电压平均值，计算故障后各所述节点的暂态电压稳定水平指标；

16、当故障后各所述节点的暂态电压稳定水平指标大于预设指标阈值时，确定节点暂态电压失稳，生成第一稳定性二分类指标；

17、当故障后各所述节点的暂态电压稳定水平指标小于所述预设指标阈值时，确定节点暂态电压合格，生成第二稳定性二分类指标；

18、采用故障后各所述节点的暂态电压稳定水平指标、所述第一稳定性二分类指标和所述第二稳定性二分类指标，生成各所述节点的输出集。

19、可选地，还包括：

20、采用线性归一化法对各所述节点的节点特征向量集、输出集、第一稳定性二分类指标和第二稳定性二分类指标分别进行归一化处理，生成目标节点特征向量集、目标输出集、目标第一稳定性二分类指标和目标第二稳定性二分类指标；

21、采用所述目标节点特征向量集、所述目标输出集、所述目标第一稳定性二分类指标和所述目标第二稳定性二分类指标，生成故障后电网各所述节点的节点信息。

22、可选地，所述采用线性归一化法对各所述节点的节点特征向量集、输出集、第一稳定性二分类指标和第二稳定性二分类指标分别进行归一化处理，生成目标节点特征向量集、目标输出集、目标第一稳定性二分类指标和目标第二稳定性二分类指标的步骤，包括：

23、采用线性归一化法对各所述节点的节点特征向量集、输出集、第一稳定性二分类指标和第二稳定性二分类指标分别进行归一化处理，生成第一更新节点特征向量集、目标输出集、目标第一稳定性二分类指标和目标第二稳定性二分类指标；

24、将各所述节点的第一更新节点特征向量集的各节点特征与所述节点特征对应的节点特征最大值进行比较，生成第二更新节点特征向量集；

25、将所述第二更新节点特征向量集的各节点特征映射值预设区间范围内，并根据所述第二更新节点特征向量集中的故障位置信息，生成邻接矩阵；

26、采用所述第二更新节点特征向量集和所述邻接矩阵，生成目标节点特征向量集。

27、可选地，所述采用所述节点信息中的目标节点特征向量集和目标输出集输入预设的初始暂态电压稳定评估模型中进行训练，生成更新暂态电压稳定评估模型的步骤，包括：

28、按照预设比例将所述节点信息中的目标节点特征向量集和目标输出集划分为训练集、验证集和测试集；

29、将所述训练集中的目标节点特征向量集中的节点特征向量和目标输出集中的输出数据输入预设的初始暂态电压稳定评估模型的共享层进行训练，提取各所述节点特征向量的节点特征和各所述输出数据的输出特征；

30、将各所述节点特征和各所述输出特征输入所述初始暂态电压稳定评估模型的独立层进行训练，生成中间暂态电压稳定评估模型；

31、采用所述验证集中的的目标节点特征向量集中的节点特征向量和目标输出集中的输出数据输入所述中间暂态电压稳定评估模型进行验证，生成更新暂态电压稳定评估模型。

32、可选地，所述对所述更新暂态电压稳定评估模型和预设网络模型进行评估，生成评估结果的步骤，包括：

33、采用所述验证集中的的目标节点特征向量集中的节点特征向量分别输入所述更新暂态电压稳定评估模型和预设网络模型，分别输出各所述节点特征向量对应的暂态电压稳定水平指标；

34、采用平均绝对值误差、绝对误差率、整体准确率和错判均方差分别对所述更新暂态电压稳定评估模型和所述预设网络模型分别对应的各所述节点特征向量对应的暂态电压稳定水平指标进行评估，生成评估结果。

35、本发明第二方面提供的一种暂态电压稳定评估模型构建系统，包括：

36、节点信息模块，用于响应于接收到的暂态电压稳定定量评估请求，获取所述暂态电压稳定定量评估请求对应的电网各节点的节点信息；

37、训练模块，用于采用所述节点信息中的目标节点特征向量集和目标输出集输入预设的初始暂态电压稳定评估模型中进行训练，生成更新暂态电压稳定评估模型；

38、评估模块，用于对所述更新暂态电压稳定评估模型和预设网络模型进行评估，生成评估结果；

39、目标暂态电压稳定评估模型模块，用于基于所述评估结果选取最优的更新暂态电压稳定评估模型，确定目标暂态电压稳定评估模型。

40、本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的暂态电压稳定评估模型构建方法的步骤。

41、本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的暂态电压稳定评估模型构建方法。

42、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

43、本发明所构建的暂态电压稳定评估模型对网络拓扑结构的复杂变化具有更优秀的适应性，能在n-2任务上表现出良好的评估性能，可为电网预防控制提供更好的参考。