CN112054527B - 一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法及系统，根据获取的电网潮流样本数据确定断面送端区域集合和断面受端区域集合；选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并确定断面送端区域母线集合和断面受端区域母线集合；确定断面送端发电机集合和断面受端发电机集合；根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定每个发电机对应的功率档位；根据每个发电机对应的功率档位，确定投入和退出的发电机，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本；本发明可以快速地自动生成大量电网潮流仿真样本，能够为研究深度学习算法在复杂电网的应用提供海量的样本数据，为电网仿真提供数据支撑。

Description

一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法及系统

技术领域

本发明涉及大电网安全技术领域，并且更具体地，涉及一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法及系统。

背景技术

随着太阳能和风能等随机能源对电源的渗透率加大、电力市场和电动汽车等人类活动对负荷的干预增强、电力电子化电力系统对运行和控制的改造，未来电力系统运行的复杂性和随机性进一步增强，具体体现在运行域的形态更复杂、安全运行的区域扩大以及安全域中的状态之间的转换机理更加复杂。

传统以解析建模方法为基础的研究范式难以解决涌现而来的新问题，而且，实际运行的电力系统也无法提供足够的数据以研究诸多可能出现的重要情况。与此同时，在诸多方面，数据驱动的电力系统研究却取得了令人瞩目的成果。采用数据驱动方法研究电力系统问题，能够为复杂问题提供有效解决方案，同时推进解析方法的发展。

大电网调度运行的复杂性需要利用深度学习方法来研究其特征，评估电网调度运行的潜在风险需要大量的样本支撑。大数据和人工智能技术已经在一些行业得到了应用，然而对于电力行业而言，应用人工智能手段研究电力系统运行问题，面临的首要问题是研究案例数据量的不足。

对于样本补充不足的研究已有的解决方法分为三类：样本生成方法、重要性抽样方法和提高数据利用率的方法。后两者是面对数据量小的妥协，解决问题的关键在于要有高效的样本生成方法，目前手工数据修改生成的电网样本案例，速度慢而且潮流收敛性无法保证，无法满足生成百万、千万级样本案例需求。在线生成的或在研课题生成的潮流案例相对集中，无法反映运行域的全貌。用潮流计算方法产生潮流案例数据的方法具有无法收敛的风险，对运行方式计划人员的经验要求极为苛刻且工作量巨大。

因此，需要一种能够快速地生成大量电网潮流仿真样本的方法。

发明内容

本发明提出一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法及系统，以解决如何快速地自动生成大量电网潮流仿真样本的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法，所述方法包括：

步骤1，从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合；

步骤2，分别从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合；

步骤3，根据发电机所联母线在所述断面送端区域母线集合中的发电机确定断面送端发电机集合，根据发电机所联母线在所述断面受端区域母线集合中的发电机确定断面受端发电机集合；

步骤4，根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定所述断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位；

步骤5，根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本。

优选地，其中所述根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本，包括：

步骤51，初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1；

步骤52，对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；

步骤53，对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；

步骤54，根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本；

步骤55，若当前的功率档位i<功率档位总数M，则返回步骤52重新计算；反之，进入步骤56；

步骤56，若当前的预设数量n<最大预设数量阈值N，则更新n＝n+1,更新i＝1,并返回步骤52重新计算。

优选地，其中所述方法利用如下方式按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合。

优选地，其中所述方法利用如下方式按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合。

优选地，其中所述方法还包括：

重新从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合，并返回步骤3重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本；

重新从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合，并返回步骤2重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的系统，所述系统包括：

区域集合确定单元，用于从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合；

区域母线集合确定单元，用于分别从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合；

发电机集合确定单元，用于根据发电机所联母线在所述断面送端区域母线集合中的发电机确定断面送端发电机集合，根据发电机所联母线在所述断面受端区域母线集合中的发电机确定断面受端发电机集合；

功率档位确定单元，用于根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定所述断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位；

电网潮流仿真样本获取单元，用于根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本。

优选地，其中所述电网潮流仿真样本获取单元，根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本，包括：

初始化模块，用于初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1；

送端发电机调整模块，用于对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；

受端发电机调整模块，用于对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；

电网潮流仿真样本确定模块，用于根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本；

第一判断模块，用于若当前的功率档位i<功率档位总数M，则进入所述送端发电机调整模块重新计算；反之，进入第二判断模块；

第二判断模块，用于若当前的预设数量n<最大预设数量阈值N，则更新n＝n+1,更新i＝1,并进入所述送端发电机调整模块重新计算。

优选地，其中所述送端发电机调整模块，利用如下方式按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合。

优选地，其中所述受端发电机调整模块，利用如下方式按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合。

优选地，其中所述系统还包括：

更新单元，用于重新从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合，并进入所述发电机集合确定单元重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本；

用于重新从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合，并进入所述区域母线集合确定单元重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本。

本发明提供了一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法及系统，根据获取的电网潮流样本数据确定断面送端区域集合和断面受端区域集合；选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并确定断面送端区域母线集合和断面受端区域母线集合；确定断面送端发电机集合和断面受端发电机集合；根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定每个发电机对应的功率档位；根据每个发电机对应的功率档位，确定投入和退出的发电机，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本；本发明可以快速地自动生成大量电网潮流仿真样本，解决了在电网仿真时数据样本量不足的问题，能够为研究深度学习算法在复杂电网的应用提供海量的样本数据，支撑深度学习算法在复杂电网的应用，为提高电网仿真的准确性提供数据支撑。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法100的流程图；

图2为根据本发明实施方式的电网仿真样本在电网仿真分析中的应用图；

图3为根据本发明实施方式的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的系统300的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法，可以快速地自动生成大量电网潮流仿真样本，解决了在电网仿真时数据样本量不足的问题，能够为研究深度学习算法在复杂电网的应用提供海量的样本数据，支撑深度学习算法在复杂电网的应用，为提高电网仿真的准确性提供数据支撑。本发明实施方式提供的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法100，从步骤101处开始，在步骤101，从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合。

在本发明的实施方式中，选择一套已有的电网潮流样本数据(潮流收敛)，其中电网潮流样本数据由多个断面组成。在其中任选1个断面作为当前的断面，并确定当前的断面对应的断面送端包含的区域和断面受端包含的区域。

在步骤102，分别从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合。

在本发明的实施方式中，在断面的送端区域集合和断面受端区域集合中分别任选1个区域进行组合，该组合中送端区域内的活岛母线构成断面送端区域母线集合，受端区域内的活岛母线构成断面受端区域母线集合。其中，若某一断面送端包含2个区域，受端包含5个区域，那么共存在10种组合方式。

在步骤103，根据发电机所联母线在所述断面送端区域母线集合中的发电机确定断面送端发电机集合，根据发电机所联母线在所述断面受端区域母线集合中的发电机确定断面受端发电机集合。

在本发明的实施方式中，若发电机所联母线在断面送端区域母线集合中，则将该发电机作为断面送端发电机集合中的元素；若发电机所联母线在断面受端区域母线集合中，则将该发电机作为断面受端发电机集合中的元素。

在步骤104，根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定所述断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位。

在本发明的实施方式中，按照预设的间隔设置多个功率档位，并将发电机的有功功率和功率档位进行匹配，以确定断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位。例如，首先，按照0.5间隔设定21个档位，即：0≤x<0.5范围为第1档，0.5≤x<1.0范围为第2档，。。。，依次类推，最后一档为10≤x，x为发电机的有功功率与单位有功功率的比值；然后，按照发电机的有功功率与单位有功功率的比值从小到大排序并归入属于的档位。例如，若比值为0.8，则归入功率档位2。

在步骤105，根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本。

优选地，其中所述根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本，包括：

步骤51，初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1；

步骤52，对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；

步骤53，对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；

步骤54，根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本；

步骤55，若当前的功率档位i<功率档位总数M，则返回步骤52重新计算；反之，进入步骤56；

步骤56，若当前的预设数量n<最大预设数量阈值N，则更新n＝n+1,更新i＝1,并返回步骤52重新计算。

优选地，其中所述方法利用如下方式按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合。

优选地，其中所述方法利用如下方式按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合。

在本发明的实施方式中，从功率档位1开始，调整的预设数量最大为3，直至功率档位总数M＝21时停止，获取电网潮流仿真样本的过程具体包括：

S1，初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1；

S2，对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量1，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取1个发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量1，则以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；

S3，对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量1，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取1个发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量1，则以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；

S4，根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本；

S5，若当前的功率档位i<功率档位总数21，则返回S2重新计算；反之，进入S6；

S6，若当前的预设数量n<最大预设数量阈值3，则更新n＝n+1,更新i＝1,并返回S2重新计算。

在本发明的实施方式中，对于断面送端来说，对于任一个档位，若该档位没有可调发电机则调高1个档位，确定是否有可调发电机，若还没有继续调高，直到没有高档位可选时再调低1个档位，若还没有继续调低，直到档位1或存在可调发电机时停止，并随机挑选预设数量的发电机设为投入状态。对于断面受端端来说，对于任一个档位，若该档位没有可调发电机则调低1个档位，确定是否有可调发电机，若还没有继续调低，直到没有低档位可选时再调高1个档位，若还没有继续调高，直到档位最大或存在可调发电机时停止，并随机挑选预设数量的发电机设为退出状态。

优选地，其中所述方法还包括：

重新从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合，并返回步骤3重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本；

重新从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合，并返回步骤2重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本。

在本发明的实施方式中，当根据1个断面送端区域和受端区域组合确定了一些电网潮流仿真样本数据后，即完成了一次循环；然后，根据2步骤2的方法，重新选择1个断面送端区域和受端区域组合，重新计算，直到所有断面送端区域、受端区域组合均选择过。然后，根据步骤1的方法重新选择1个断面，直到所有断面均选择过。这样，生成的电网潮流仿真样本的个数＝断面个数*受端区域个数*送端区域个数*21*N，N为重复次数。

基于断面调整的电网仿真样本生成方法能够为数据挖掘提供有效数据支撑，其流程为：首先读取状态估计结果数据，提取电网分析模型，生成电网仿真初始潮流数据文件，以初始潮流数据文件为基础，根据专家对电网的调整方法等领域知识和样本生成方法修改初始潮流数据文件，形成海量的电网仿真数据样本；然后机器学习算法以海量电网仿真样本数据为数据基础，电网仿真相关机器学习算法在数据基础上通过训练和学习建立智能化的模型，为电网仿真分析提供智能化的服务，包括方式调整、结果分析、智能计算、风险预警等。具体应用如图2所示。

在本发明的实施方式中，以东北电网冬滚数据为例，以基于断面功率调整生成仿真样本和以随机策略生成仿真样本进行实验，断面调整中以东北电网(黑送吉，吉送辽2个断面，每个断面受端2个区域和送端5个区域为例)循环6次，实验结果如下：随机策略中以东北电网数据调整步长为10，发电机和负荷调整以10％的增幅增大至原来的4倍，实验结果如下表1所示。

表1不同类型样本生成方法结果对比

类型	数据类型	样本总数量	收敛样本数量	有效样本比例(％)	耗时(s)
						断面功率调整	东北电网	12050	11800	98％	720
随机策略	东北电网	10000	7810	78％	810

实验结果表明，以断面功率调整的生成电网仿真样本比随机策略调整生成的电网仿真样本收敛的样本数量更多，在耗时相当的情况下提高了样本的有效性比例。

本发明实施方式的基于断面功率调整获取电网潮流仿真样本的方法，可有效解决复杂电网样本集不足，为研究深度学习算法在电力系统仿真分析的应用提供海量样本数据，能够应用在利用人工智能算法的电网仿真分析，提高算法泛化性能。

图3为根据本发明实施方式的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的系统300的结构示意图。如图3所示，本发明实施方式提供的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的系统300，包括：区域集合确定单元301、区域母线集合确定单元302、发电机集合确定单元303、功率档位确定单元304和电网潮流仿真样本获取单元305。

优选地，所述区域集合确定单元301，用于从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合。

优选地，所述区域母线集合确定单元302，用于分别从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合。

优选地，所述发电机集合确定单元303，用于根据发电机所联母线在所述断面送端区域母线集合中的发电机确定断面送端发电机集合，根据发电机所联母线在所述断面受端区域母线集合中的发电机确定断面受端发电机集合。

优选地，所述功率档位确定单元304，用于根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定所述断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位。

优选地，所述电网潮流仿真样本获取单元305，用于根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本。

优选地，其中所述电网潮流仿真样本获取单元305，包括：初始化模块3051、送端发电机调整模块3052、受端发电机调整模块3053、电网潮流仿真样本确定模块3054、第一判断模块3055和第二判断模块3056。

优选地，所述初始化模块3051，用于初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1。

优选地，所述送端发电机调整模块3052，用于对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态。

优选地，其中所述送端发电机调整模块3052，利用如下方式按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合。

优选地，所述受端发电机调整模块3053，用于对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态。

优选地，其中所述受端发电机调整模块3053，利用如下方式按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合。

优选地，所述电网潮流仿真样本确定模块3054，用于根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本。

优选地，所述第一判断模块3055，用于若当前的功率档位i<功率档位总数M，则进入所述送端发电机调整模块重新计算；反之，进入第二判断模块。

优选地，所述第二判断模块3056，用于若当前的预设数量n<最大预设数量阈值N，则更新n＝n+1,更新i＝1,并进入所述送端发电机调整模块重新计算。

优选地，其中所述系统还包括：

更新单元，用于重新从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合，并进入所述发电机集合确定单元重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本；

用于重新从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合，并进入所述区域母线集合确定单元重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本。

本发明的实施例的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的系统300与本发明的另一个实施例的基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法100相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

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。

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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合；

步骤2，分别从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合；

步骤3，根据发电机所联母线在所述断面送端区域母线集合中的发电机确定断面送端发电机集合，根据发电机所联母线在所述断面受端区域母线集合中的发电机确定断面受端发电机集合；

步骤4，根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定所述断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位；

步骤5，根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本，包括：

步骤51，初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1；

步骤52，对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；

步骤53，对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；

步骤54，根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本；

步骤55，若当前的功率档位i<功率档位总数M，则返回步骤52重新计算；反之，进入步骤56；

步骤56，若当前的预设数量n<最大预设数量阈值N，则更新n＝n+1,更新i＝1,并返回步骤52重新计算。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下方式按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下方式按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

重新从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合，并返回步骤3重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本；

重新从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合，并返回步骤2重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本。

6.一种基于断面调整获取电网潮流仿真样本的系统，其特征在于，所述系统包括：

区域集合确定单元，用于从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合；

区域母线集合确定单元，用于分别从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合；

发电机集合确定单元，用于根据发电机所联母线在所述断面送端区域母线集合中的发电机确定断面送端发电机集合，根据发电机所联母线在所述断面受端区域母线集合中的发电机确定断面受端发电机集合；

功率档位确定单元，用于根据发电机的有功功率和预设的归档策略，确定所述断面送端发电机集合和断面的受端发电机集合中的每个发电机对应的功率档位；

电网潮流仿真样本获取单元，用于根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电网潮流仿真样本获取单元，根据每个发电机对应的功率档位，从所述断面送端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态，同时从所述断面受端发电机集合中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态，并根据每个发电机的投入状态和退出状态获取电网潮流仿真样本，包括：

初始化模块，用于初始化设置功率档位i＝1,预设数量n＝1；

送端发电机调整模块，用于对于所述断面送端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，并调整所述第一待调发电机集合中的每个发电机为投入状态；

受端发电机调整模块，用于对于所述断面受端发电机集合，若当前的功率档位i对应的发电机数量大于等于所述预设数量，则直接从当前的功率档位i对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；若当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量，则按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，并调整所述第二待调发电机集合中的每个发电机为退出状态；

电网潮流仿真样本确定模块，用于根据每个发电机的投入状态和退出状态，确定一个电网潮流仿真样本；

第一判断模块，用于若当前的功率档位i<功率档位总数M，则进入所述送端发电机调整模块重新计算；反之，进入第二判断模块；

第二判断模块，用于若当前的预设数量n<最大预设数量阈值N，则更新n＝n+1,更新i＝1,并进入所述送端发电机调整模块重新计算。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述送端发电机调整模块，利用如下方式按照预设的发电机第一备选策略选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调高功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调低功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第一待调发电机集合。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述受端发电机调整模块，利用如下方式按照预设的发电机第二备选策略选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合，包括：

在当前的功率档位i对应的发电机数量小于所述预设数量时，以遍历的方式调低功率档位，并且在没有档位可调节时再次以遍历的方式继续调高功率档位，直至经过遍历的所有的功率档位对应的发电机数量大于等于所述预设数量时，从经过遍历的所有的功率档位对应的发电机中选取预设数量的发电机组成第二待调发电机集合。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

更新单元，用于重新从所述断面送端区域集合和断面受端区域集合中选取一个断面送端区域和断面受端区域进行组合，并根据当前的断面送端区域内的活导母线确定断面送端区域母线集合，根据当前的断面受端区域内的活导母线确定断面受端区域母线集合，并进入所述发电机集合确定单元重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本；

用于重新从获取的电网潮流样本数据的多个断面中选取一个断面，并确定当前的断面对应的断面送端区域集合和断面受端区域集合，并进入所述区域母线集合确定单元重新计算，以重新获取电网潮流仿真样本。

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