一种基于电网运行数据的分布式安全特征选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网安全运行技术领域，特别涉及一种基于电网运行数据的分布式安 全特征选择方法。
【背景技术】
[0002] 随着交直流电网的快速发展以及可再生能源的不断接入，大电网运行方式时变性 和复杂性日益增强，其安全运行的特征和规律越来越难以把握，极大的增加了电网运行风 险和控制难度。近些年来国内外一系列的电网安全运行事故都说明：电网运行人员要依托 电网安全稳定分析技术，充分掌握电网安全运行的特征和规律，迅速、精确地明晰电网薄弱 点，才能避免电网运行事故的发生。电力系统中海量的计算资源，故可以利用电网安全稳定 分析中的仿真大数据，采用大数据机器学习与数据挖掘的方法，在线挖掘出电网运行的关 键安全特征。传统的安全特征选择算法是基于电网运行数据，采用集中式的方法，在单个计 算节点上完成所有计算。然而随着电网规模扩大和间歇式新能源接入，电网运行数据规模 不断增长。传统的特征选择算法不再适应新的需求，会存在大数据环境下的"维数灾难"问 题：第一，容易造成算法的准确性降低，计算时间显著增长，算法的稳定性下降等问题。第 二，对于单个计算节点而目无论是存储还是计算都存在问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提出一种基于电网运行数据的分布式 安全特征选择方法，该方法利用电网安全稳定分析中产生的大数据形成电网潮流特征集， 将电网潮流特征集所含的属性按相关性分成不同的组，分布到不同的计算节点上进行安全 特征选择，最后通过协调节点将计算节点结果进行整合。分布式的思想能提高计算效率，以 更好适应高维数据。
[0004] 本发明提出的一种基于电网运行数据的分布式安全特征选择方法，其特征在于， 该方法包括以下步骤：
[0005] 1)根据电网运行数据建立电网潮流特征集INP:电网潮流特征集INP是描述电网 运行状况的电网潮流特征量inps组成的一个集合如式（1)，s为电网潮流特征子集的下标， s= 1，2，…，n:
[0006] INP=(inpi，…，inpn) (1)
[0007]其中n为电网潮流特征集INP的维度，1吼包括发电机电压、发电机出力和节点电 压这三类电网潮流特征量；每一个电网潮流特征量inps是一个m维向量，描述了m种不同 场景下的电网潮流特征；
[0008] 2)对建立的电网潮流特征集INP求取电网潮流特征量之间的相关性，据此再求取 每个电网潮流特征子集之间的相关度，并合并相关度最大的电网潮流特征子集，完成基于 电网潮流特征量的相关性分组；
[0009] 3)基于电网潮流特征量的相关性分组，在不同的计算节点上，对每一个电网潮流 特征子集INPi分布式地进行常规特征选择，并在协调节点对计算节点结果进行整合，从而 完成分布式安全特征选择。
[0010] 本发明提出的基于电网运行数据的分布式安全特征选择方法，其特点和有益效果 是：
[0011] 1、本发明将初始电网潮流特征集分成K组，一方面将其维度降至原来的1/K，从而 在很大程度上解决了常规特征选择算法中遇到的"维数灾难"问题；另一方面，也适合将任 务分布到不同计算节点上进行计算。
[0012] 2、本发明通过设定阈值|充分考虑了分组数K的大小和分组情况INPji= 1，2~ k)会对分布式特征选择结果的影响。为了充分考虑电网潮流特征量之间的相关性，同时避 免协调节点上计算量过大，分组策略保证在分组时尽量保证同一组内的电网潮流特征量相 关性较大，不同分组间的电网潮流特征量相关性较小。
[0013] 3、本发明通过协调节点，协调整合计算节点所得到的安全特征选择结果，完成分 布式的安全特征选择。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明提出的基于电网运行数据的分布式安全特征选择方法，包括以下步骤：
[0016] 1)根据电网运行数据建立电网潮流特征集INP:电网潮流特征集INP是描述电网 运行状况的电网潮流特征量inps组成的一个集合如式（1)，s为电网潮流特征子集的下标，s= 1，2，…，n，由电网潮流特征量个数决定，：
[0017]INP= (inpi，…，inpn) (1)其中n为电网潮流特征集INP的维度（n由电网节 点的规模决定，电网节点数越多，n越大），;1即；3包括发电机电压、发电机出力和节点电压这 三类电网潮流特征量。每一个电网潮流特征量inps是一个m维向量，描述了m种不同场景 下的电网潮流特征（m由电网节点的规模决定，电网节点数越多，需要描述的场景数m就越 多）；
[0018] 2)对建立的电网潮流特征集INP求取电网潮流特征量之间的相关性，据此再求取 每个电网潮流特征子集之间的相关度，并合并相关度最大的电网潮流特征子集，完成基于 电网潮流特征量的相关性分组；具体包括以下步骤：
[0019] 2-1)初始化电网潮流特征子集：依据电网潮流特征集INP的维度n，将每个电网潮 流特征量单独作为一个电网潮流特征子集INPp INP2*"INPn;
[0020] 2-2)求取每个电网潮流特征子集之间的相关度RdNPi，INPj)(i，j为任意两个电 网潮流特征子集的下标，i，j由电网潮流特征子集个数决定），具体包括以下步骤：
[0021] 2-2-1)求取电网潮流特征量inp#inp满相关性R(inpinpk) (1，k为任意 两个电网潮流特征子集的下标，l，k由电网潮流特征量个数决定，1，k= 1，2，…，n);本 实施例采用皮尔逊积矩相关系数的绝对值来计算电网潮流特征量111?1与inp,的相关性 RQnPi,inpk)如式（2)
[0022]
[0023] 其中CovQnPi,inpk)表示电网潮流特征量inpjPinpk之间的协方差，计算公式为 式⑶：
[0024]
[0025] 其中//炉,表示m种不同场景下电网潮流特征量inpj^均值，t为1，2,…!!!；
[0026] 2-2-2)求取电网潮流特征子集1陬1与INP$勺相关度R(INPdINPJ;本实施例采 用最小相关度与最大相关度来求取电网潮流特征子集之间的相关度，（这两种相关度在一 般情况下均有较好的分组结果）分别定义如式（4)、（5):
[0027] (A)最小相关度：
[0028] RQNPoINP) =min{RQnPbinpk)}
[0029] (4)
[0030] inpjGINP1；i