一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法与流程

1.本发明涉及电网电压振荡抑制技术领域，尤其涉及一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法。


背景技术：

2.在现代能源系统中，各类电力设备的运行状态及电力网络的稳定性显得尤为重要。因为电力系统的失稳或崩溃将会导致巨大的经济损失和社会影响。而电力系统的稳定性又很容易受到负载波动、外部干扰等因素的影响，其中，系统振荡是一个十分严峻的问题。因此，如何有效地提升电力系统的稳定性，成为当前电力领域急需解决的问题。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
4.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明提供了一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，能够解决传统的电网电压振荡抑制装置投切方法不能有效解决电网振荡，起到振荡抑制作用的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，包括：
7.获取电网电压和电流信息，建立多节点之间的通信机制；
8.利用获取的数据，分析分散式电网是否存在电压振荡情况，并确定电压振荡的特征参数；
9.监测分散式电网投切后的电压电流情况，并根据实际情况及时调整装置状态，实现有效的电压振荡抑制。
10.作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述获取电网电压和电流信息包括，对电网进行实时监测，获取电网的电压和电流信息，并对电压和电流进行滤波和处理，得到经过滤波和处理后的电压和电流信号，将处理好的电压和电流信号记录在分布式储能系统中，利用数据处理技术，对电压和电流进行实时分析和诊断。
11.作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述确定电压振荡的特征参数包括，首先将电网状态数据通过高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，在监测到电压振荡时，根据当前电网状态所属的聚类以及聚类对应的协方差矩阵，计算出最优的装置投切策略。
12.作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述高斯混合模型包括，随机初始化每个高斯分布的均值向量μk，协方差矩阵σk和权重πk和，对于每个数据点xn个数，计算属于每个高斯分布的后验概率w
nk
，具体公式如下所示：
[0013][0014]
其中，n表示电网状态数据点，每个数据点包含m维特征，k表示高斯混合模型中的聚类数目，j表示第j个聚类。
[0015]
作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述高斯混合模型还包括，更新每个高斯分布的均值向量、协方差矩阵和权重，具体过程如下所示：
[0016][0017][0018][0019]
其中，表示第k个高斯分布对应的样本数。
[0020]
作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述计算出最优的装置投切策略包括，若计算结果未达到收敛，则返回重新计算属于每个高斯分布的后验概率w
nk
，直至收敛为止，当计算结果达到收敛时，结束迭代。
[0021]
作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述高斯混合模型还包括，在计算方法中，n(xn|μk,πk)表示多元高斯分布的概率密度函数，具体计算公式如下：
[0022][0023]
其中，|σk|表示协方差矩阵的行列式。
[0024]
作为本发明所述的分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的一种优选方案，其中：所述计算出最优的装置投切策略还包括，根据当前电网状态数据，使用高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，对于当前电网状态所属的聚类，根据电力设备的特性和技术规范，确定装置状态更改为打开或关闭，并计算出对应的装置状态转移概率，计算所有可能的装置状态序列的概率，并选择概率最大的序列作为最优的装置投切策略；当电网电压发生振荡时，各控制节点实时采集电压信号并将其传输给控制器，控制器根据接收到的电压信号计算出电网的功率频率响应，并根据预设的控制策略生成相应的控制信号，控制信号通过通讯网络传输到分布式发电机组可调节负载设备上，并根据预设的控制策略进行调节，分布式发电机组等可调节负载设备对电网进行稳定化控制，从而抑制电压振荡。
[0025]
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的
步骤。
[0026]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法的步骤。
[0027]
本发明的有益效果：本发明方法基于高斯混合模型，计算出最优的装置投切策略，该模型表明，可以通过高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，对于当前电网状态所属的聚类，根据电力设备的特性和技术规范，确定装置状态更改为打开或关闭，并计算出对应的装置状态转移概率，计算所有可能的装置状态序列的概率，并选择概率最大的序列作为最优的装置投切策略，可以减少系统某一点失效导致整个系统崩溃的风险，提高了整个系统的稳定性和可靠性，同时根据实时数据进行分析和决策，提高了投切的准确性和效率，并且用储能装置进行补偿，可以有效地解决负载波动等问题，提高了电力系统的稳定性。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0029]
图1为本发明一个实施例提供的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法流程示意图。
具体实施方式
[0030]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
[0031]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0032]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0033]
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0034]
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0036]
实施例1
[0037]
参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，包括：
[0038]
s1：获取电网电压和电流信息，建立多节点之间的通信机制。
[0039]
更进一步的，所述获取电网电压和电流信息包括，对电网进行实时监测，获取电网的电压和电流信息，并对电压和电流进行滤波和处理，得到经过滤波和处理后的电压和电流信号，将处理好的电压和电流信号记录在分布式储能系统中，利用数据处理技术，对电压和电流进行实时分析和诊断。
[0040]
s2：利用获取的数据，分析分散式电网是否存在电压振荡情况，并确定电压振荡的特征参数。
[0041]
更进一步的，所述确定电压振荡的特征参数包括，首先将电网状态数据通过高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，在监测到电压振荡时，根据当前电网状态所属的聚类以及聚类对应的协方差矩阵，计算出最优的装置投切策略。
[0042]
应说明的是，所述高斯混合模型包括，随机初始化每个高斯分布的均值向量μk，协方差矩阵σk和权重πk和，对于每个数据点xn个数，计算属于每个高斯分布的后验概率w
nk
，具体公式如下所示：
[0043][0044]
其中，n表示电网状态数据点，每个数据点包含m维特征，k表示高斯混合模型中的聚类数目，j表示第j个聚类。
[0045]
更进一步的，所述高斯混合模型还包括，更新每个高斯分布的均值向量、协方差矩阵和权重，具体过程如下所示：
[0046][0047][0048][0049]
其中，表示第k个高斯分布对应的样本数。
[0050]
应说明的是，所述计算出最优的装置投切策略包括，若计算结果未达到收敛，则返回重新计算属于每个高斯分布的后验概率w
nk
，直至收敛为止，当计算结果达到收敛时，结束
迭代。
[0051]
更进一步的，所述高斯混合模型还包括，在计算方法中，n(xn|μk,∑k)表示多元高斯分布的概率密度函数，具体计算公式如下：
[0052][0053]
其中，|σk|表示协方差矩阵的行列式。
[0054]
应说明的是，所述计算出最优的装置投切策略还包括，根据当前电网状态数据，使用高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，对于当前电网状态所属的聚类，根据电力设备的特性和技术规范，确定装置状态更改为打开或关闭，并计算出对应的装置状态转移概率，计算所有可能的装置状态序列的概率，并选择概率最大的序列作为最优的装置投切策略。
[0055]
更进一步的，当电网电压发生振荡时，各控制节点实时采集电压信号并将其传输给控制器，控制器根据接收到的电压信号计算出电网的功率频率响应，并根据预设的控制策略生成相应的控制信号，控制信号通过通讯网络传输到分布式发电机组(dg)等可调节负载设备上，并根据预设的控制策略进行调节，分布式发电机组等可调节负载设备对电网进行稳定化控制，从而抑制电压振荡。
[0056]
s3：监测分散式电网投切后的电压电流情况，并根据实际情况及时调整装置状态，实现有效的电压振荡抑制。
[0057]
实施例2
[0058]
本发明的一个实施例，提供了一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。
[0059]
假设有一组电网状态数据，其中包含n＝100个数据点，每个数据点有m＝3维特征。我们希望使用高斯混合模型将这些数据点聚类成k＝4个类别。
[0060]
首先，需要随机初始化每个高斯分布的均值向量μk，协方差矩阵σk和权重πk。假设我们将每个特征归一化到[0,1]的范围内，并设置初始的均值向量、协方差矩阵和权重如下：
[0061]
μ1＝[0.2,0.5,0.8],σ1＝[[0.05,0,0],[0,0.05,0],[0,0,0.05]],
[0062]
π1＝0.25
[0063]
μ2＝[0.3,0.6,0.9],σ2＝[[0.05,0,0],[0,0.05,0],[0,0,0.05]],
[0064]
π2＝0.25
[0065]
μ3＝[0.4,0.7,0.2],σ3＝[[0.05,0,0],[0,0.05,0],[0,0,0.05]],
[0066]
π3＝0.25
[0067]
μ4＝[0.5,0.8,0.3],σ4＝[[0.05,0,0],[0,0.05,0],[0,0,0.05]],
[0068]
π4＝0.25
[0069]
接下来，对于每个数据点xn，我们需要计算其属于每个高斯分布的后验概率w
nk
：
[0070]wn1
＝n(xn|μ1,σ1)
·
π1/(n(xn|μ1,σ1)
·
π1n(xn|μ2,σ2)
·
π2+n(xn|μ3,
[0071]
σ3)
·
π3+n(xn|μ4,σ4)
·
π4)
[0072]wn2
＝n(xn|μ2,σ2)
·
π2/(n(xn|μ1,σ1)
·
π1+n(xn|μ2,σ2)
·
π2+n(xn|
[0073]
μ3,σ3)
·
π3+n(xn|μ4,σ4)
·
π4)
[0074]wn3
＝n(xn|μ3,σ3)
·
π3/(n(xn|μ1,σ1)
·
π1+n(xn|μ2,σ2)
·
π2+n(xn|
[0075]
μ3,σ3)
·
π3+n(xn|μ4,σ4)
·
π4)
[0076]wn4
＝n(xn|μ4,σ4)
·
π4/(n(xn|μ1,σ1)
·
π1+n(xn|μ2,σ2)
·
π2+n(xn|
[0077]
μ3,σ3)
·
π3+n(xn|μ4,σ4)
·
π4)
[0078]
其中，n(xn|μk,σk)表示数据点xn属于第k个高斯分布的概率密度函数值，其计算公式已经在实施例1中给出。
[0079]
接下来，我们需要根据每个数据点属于的聚类以及该聚类对应的协方差矩阵，计算出最优的装置投切策略。由于具体策略的计算方法可能与电网状态的具体情况有关，因此，需要根据具体情况来综合考虑各种因素，并进行合理的权衡和取舍。
[0080]
本发明是一种分散式电网电压振荡抑制装置投切技术，主要用于解决电力系统振荡，提升电力系统的稳定性。本方法首先获取电网电压和电流信息，建立多节点之间的通信机制，利用获取的数据，分析分散式电网是否存在电压振荡情况，并确定电压振荡的特征参数，监测分散式电网投切后的电压电流情况，并根据实际情况及时调整装置状态，实现有效的电压振荡抑制。
[0081]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0082]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0083]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0084]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0085]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0086]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0087]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：包括，获取电网电压和电流信息，建立多节点之间的通信机制；利用获取的数据，分析分散式电网是否存在电压振荡情况，并确定电压振荡的特征参数；监测分散式电网投切后的电压电流情况，并根据实际情况及时调整装置状态，实现有效的电压振荡抑制。2.如权利要求1所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述获取电网电压和电流信息包括，对电网进行实时监测，获取电网的电压和电流信息，并对电压和电流进行滤波和处理，得到经过滤波和处理后的电压和电流信号，将处理好的电压和电流信号记录在分布式储能系统中，利用数据处理技术，对电压和电流进行实时分析和诊断。3.如权利要求2所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述确定电压振荡的特征参数包括，首先将电网状态数据通过高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，在监测到电压振荡时，根据当前电网状态所属的聚类以及聚类对应的协方差矩阵，计算出最优的装置投切策略。4.如权利要求3所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述高斯混合模型包括，随机初始化每个高斯分布的均值向量μ
k
，协方差矩阵∑
k
和权重π
k
和，对于每个数据点x
n
个数，计算属于每个高斯分布的后验概率w
nk
，具体公式如下所示：其中，n表示电网状态数据点，每个数据点包含m维特征，k表示高斯混合模型中的聚类数目，j表示第j个聚类。5.如权利要求4所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述高斯混合模型还包括，更新每个高斯分布的均值向量、协方差矩阵和权重，具体过程如下所示：示：示：其中，表示第k个高斯分布对应的样本数。6.如权利要求5所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述计算出最优的装置投切策略包括，若计算结果未达到收敛，则返回重新计算属于每个高斯分布的后验概率w
nk
，直至收敛为止，当计算结果达到收敛时，结束迭代。
7.如权利要求6所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述高斯混合模型还包括，在计算方法中，n(x
n
|μ
k
,∑
k
)表示多元高斯分布的概率密度函数，具体计算公式如下：其中，|∑
k
|表示协方差矩阵的行列式。8.如权利要求7所述的一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法，其特征在于：所述计算出最优的装置投切策略还包括，根据当前电网状态数据，使用高斯混合模型进行聚类，得到每个聚类对应的均值向量、协方差矩阵和权重，对于当前电网状态所属的聚类，根据电力设备的特性和技术规范，确定装置状态更改为打开或关闭，并计算出对应的装置状态转移概率，计算所有可能的装置状态序列的概率，并选择概率最大的序列作为最优的装置投切策略；当电网电压发生振荡时，各控制节点实时采集电压信号并将其传输给控制器，控制器根据接收到的电压信号计算出电网的功率频率响应，并根据预设的控制策略生成相应的控制信号，控制信号通过通讯网络传输到分布式发电机组可调节负载设备上，并根据预设的控制策略进行调节，分布式发电机组可调节负载设备对电网进行稳定化控制，从而抑制电压振荡。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种分散式电网电压振荡抑制装置投切方法包括，获取电网电压和电流信息，建立多节点之间的通信机制；利用获取的数据，分析分散式电网是否存在电压振荡情况，并确定电压振荡的特征参数；监测分散式电网投切后的电压电流情况，并根据实际情况及时调整装置状态，实现有效的电压振荡抑制。本方法可以减少系统某一点失效导致整个系统崩溃的风险，提高了整个系统的稳定性和可靠性，同时根据实时数据进行分析和决策，提高了投切的准确性和效率，并且用储能装置进行补偿，可以有效地解决负载波动等问题，提高了电力系统的稳定性。提高了电力系统的稳定性。提高了电力系统的稳定性。


技术研发人员：丁丹丹 姜丽华 赵学健
受保护的技术使用者：易算云（江苏）信息技术有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/14