电力系统接线图智能优化生成方法研究

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电力系统接线图是电网规划、分析和运行调度等工作中的重要工具,由于其可直观描述各电气元件之间的连接关系、可视化展现电力系统运行状态和仿真计算结果等优势,被广泛应用于电网各类数字化应用系统中。随着特高压电网建设和能源互联网的推进,电网一体化运行对电网计算、管理和运行所依赖的电网模型数据的融合共享以及电网接线图的生成模式带来了新的挑战,如何将大数据、人工智能等先进技术应用于智能电网数字化应用系统中,自动根据电网模型形成适应要求的电网接线图成为了研究热点。为此,本文开展了电力系统接线图智能优化生成方法研究,主要研究工作及成果归纳如下:针对现有基于力导算法的输电网单线图生成方法应用于大规模电网时求解效率不高的问题,提出了一种基于改进多级力导算法的输电网单线图自动生成方法。该方法通过对拓扑的逐级简化抽象来快速计算初始布局,并设计了其多核并行计算算法以提升单线图生成的性能。算例分析结果验证了所提方法的有效性,应用于大规模电网时对比现有方法具有更好的性能,有效提升了大规模输电网单线图的成图效率。提出了一种基于图自编码器的输电网单线图自适应生成方法,旨在解决现有输电网单线图动力学算法参数众多且求解缓慢的问题。该方法首先基于对影响单线图布局易读性的因素的分析,建立了多种场景下单线图布局质量的量化评价指标;然后构建了一种基于图自编码器的深度学习模型,用于学习输电网单线图布局的生成模式,并利用学习到的布局特征生成适应给定评价指标要求的优化布局。实际输电网算例分析结果表明,所提方法可以在比其他优化类方法显著短的时间内优选出符合各类场景要求的输电网单线图优化布局,并且在场景变化后无需重新训练即可实时更新结果。提出了一种基于接线单元辨识的电力系统主接线图自动生成方法。该方法首先基于对主接线图特征分析,建立了接线单元模型,探讨了典型接线形式的拓扑识别方法和接线单元内成图策略;然后,提出了基于实体端口力学模型的接线单元间自动布局策略和基于线探索法的接线单元自动布线策略。算例分析结果表明,所提方法可对典型主接线形式进行正确的识别和绘制,总体布局风格和效果接近人工绘制水平,可以为仅含拓扑信息的应用系统间数据的交换,提供保证图形数据一致性的主接线图自动生成解决方案。
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