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考虑数据分布偏移的短期居民净负荷预测方法

电力建设 2024年第2期45卷 90-101页

作者：王瑞临赵健孙智卿宣羿上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州市310007

新能源发电的高不确定性导致净负荷的数据分布偏移更加严重。数据分布偏移导致模型在历史数据中学习到的特征信息不再完全适用于未来数据,从而给净负荷预测(net load forecasting,NLF)带来了挑战。因此,考虑到净负荷中更严重的数据分布... 详细信息

新能源发电的高不确定性导致净负荷的数据分布偏移更加严重。数据分布偏移导致模型在历史数据中学习到的特征信息不再完全适用于未来数据,从而给净负荷预测(net load forecasting,NLF)带来了挑战。因此,考虑到净负荷中更严重的数据分布偏移问题,提出了一种基于不变风险最小化-不确定性加权-长短期记忆神经网络(long short-term memory neural network,LSTM)的短期居民净负荷预测方法,以提升净负荷预测精度。首先,通过不变风险最小化(invariant risk minimization,IRM)建立了一个双目标问题,包括准确预测和学习跨不同数据分布的不变特征。其次,通过长短期记忆神经网络(long short-term memory neural network,LSTM)处理时间序列数据的非线性特征。然后,通过基于不确定性加权(uncertainty weighting,UW)的目标平衡机制避免过度实现任一目标。此外,通过引入分位数回归将所提方法扩展到概率预测。最后,通过基于澳大利亚Ausgrid公司提供的真实居民电表数据从确定性预测结果、概率预测结果、不同数据分布偏移程度和不同光伏渗透率等多个维度验证了所提方法的有效性。

关键词：短期居民净负荷预测数据分布偏移不变风险最小化长短期记忆神经网络不确定性加权

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基于虚拟阻抗的低压配电网拓扑识别方法

电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 83-93页

作者：殷涵宣羿黄怡孙智卿赵健鲍若愚上海电力大学电气工程学院上海200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310016 国家电网有限公司北京100032

当前拓扑识别技术难以反映潮流特性对拓扑识别的影响,基于配电网现有量测数据,通过分析节点间的电气距离,提出了虚拟阻抗的概念。将节点间具备电气意义的且与电气距离成正相关的连续变量定义为虚拟阻抗,并提出了一种基于虚拟阻抗的低压... 详细信息

当前拓扑识别技术难以反映潮流特性对拓扑识别的影响,基于配电网现有量测数据,通过分析节点间的电气距离,提出了虚拟阻抗的概念。将节点间具备电气意义的且与电气距离成正相关的连续变量定义为虚拟阻抗,并提出了一种基于虚拟阻抗的低压配电网拓扑识别方法。首先,构建以节点间虚拟阻抗为因变量的多元线性回归方程。然后,通过岭回归计算每一个单相电表与关口电表构成的回归方程的虚拟阻抗,根据计算结果快速判别出拓扑关系异常的电气设备。最后,建立基于导数动态时间弯曲(derivative dynamic time warping,DDTW)距离的校验模型,重新构建得到电气设备的正确拓扑关系,实现低压配电网拓扑关系的修正。以实际的低压配电网台区样本数据为依据,验证了所提方法的有效性。

关键词：低压配电网拓扑识别虚拟阻抗潮流特性

基于多维负荷特性挖掘的电力特殊用户用电行为分析

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电力建设 2024年第3期45卷 116-125页

作者：吴昀烔赵健宣羿孙智卿徐港军上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网杭州供电公司杭州市310014

深度探索社会治理角度下电力大数据的应用场景,可为政府数字化开展社会民生工作提供辅助决策。独居老人作为特殊电力用户群体,当前缺乏有效技术识别手段,提出一种基于多维负荷特性挖掘的电力特殊用户用电行为分析方法。首先,基于负荷曲... 详细信息

深度探索社会治理角度下电力大数据的应用场景,可为政府数字化开展社会民生工作提供辅助决策。独居老人作为特殊电力用户群体,当前缺乏有效技术识别手段,提出一种基于多维负荷特性挖掘的电力特殊用户用电行为分析方法。首先,基于负荷曲线构建用电行为特征指标,利用互信息值对其增添权重以降低指标设置的主观性,同时结合卷积块注意神经网络模型对独居与非独居老人的负荷数据进行特征提取,获取能表征两类居民用电行为的多维负荷特征向量。其次,利用β-级联森林模型对向量进行自适应表征学习,解决了在分类过程中存在样本不平衡问题,提升模型识别性能。最后,以浙江省某小区居民用户为例验证,并对独居老人进行用电行为监测,结果证明了所提方法样本规模较小且在样本不平衡的数据上具有良好的识别性能。

关键词：电力特殊用户独居老人识别多维负荷特征提取样本不平衡 β-级联森林

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基于概率图与功率优化模型的户变关系识别

电力系统及其自动化学报 2024年第4期36卷 30-37页

作者：胡慧琳李梁孙智卿宣羿金旻昊上海电力大学电气工程学院上海200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州310014

户变关系是指配电变压器与其供电的终端用户间的电气连接关系,准确的户变关系是低压配电网运行管理的基础。在此背景下,本文提出一种基于概率图与功率优化模型的低压配电网户变关系识别方法。首先,利用马尔可夫随机场概率图模型来计算... 详细信息

户变关系是指配电变压器与其供电的终端用户间的电气连接关系,准确的户变关系是低压配电网运行管理的基础。在此背景下,本文提出一种基于概率图与功率优化模型的低压配电网户变关系识别方法。首先,利用马尔可夫随机场概率图模型来计算终端用户间的电压相关性;然后,对用户进行归集计算,得到新的用户集合,大大降低了计算维度;最后,基于新的用户集合,利用功率平衡原理建立用户集合与配电变压器的功率优化模型,实现低压配电网户变关系的准确识别。通过实际的低压配电网数据,验证了所提方法的有效性和鲁棒性。

关键词：低压配电网户变关系识别概率图电压相关性功率平衡

动态拓扑下基于终端数据挖掘的配电网异常节点检测

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智慧电力 2024年第7期52卷 1-9页

作者：张津铭赵健唐维溢宣羿孙智卿张凯上海电力大学电气工程学院上海200090 国网杭州供电公司浙江杭州310007 上海电力大学计算机科学与技术学院上海200090

异常节点检测用于发现由窃电、设备故障等现象导致的功率、电压等电气参数的量测值与实际值不同的节点,是配电网态势感知、运行和管理的基础。为此,提出一种基于终端数据挖掘的异常检测方法。首先,通过挖掘节点电压、功率间的潮流约束关... 详细信息

异常节点检测用于发现由窃电、设备故障等现象导致的功率、电压等电气参数的量测值与实际值不同的节点,是配电网态势感知、运行和管理的基础。为此,提出一种基于终端数据挖掘的异常检测方法。首先,通过挖掘节点电压、功率间的潮流约束关系,构建了一种潮流映射框架下的异常检测体系,将不符合约束关系的节点判断为异常。其次,构建对冲反向传播-残差神经网络拟合潮流约束关系,在配电网拓扑和参数信息缺失的情况下实现快速准确的电压计算。再次,针对配电网拓扑变动导致方法失效问题,引入模型回溯概念和生成树算法进行识别,将变动信息反馈给主模型,实现检测方法在动态拓扑下的应用。最后,结合实际案例与仿真实验验证了所提方法的有效性。

关键词：异常节点检测潮流映射终端数据驱动配电网拓扑结构

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考虑低碳交通的电动汽车充电站优化配置方法

浙江电力 2024年第6期43卷 69-79页

作者：宣羿樊立波孙智卿蒋建陈铎文邓凯王梦瑶国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州310007 上海电力大学电气工程学院上海200090

交通运输产生的碳排放是城市碳排放的主要来源之一,而城市充电站规划中较少考虑交通碳排放因素。对此,提出了一种考虑低碳交通约束的电动汽车充电站优化配置方法。首先,基于充电站候选点划分区域碳排放测算网格,在此基础上考虑充电站位... 详细信息

交通运输产生的碳排放是城市碳排放的主要来源之一,而城市充电站规划中较少考虑交通碳排放因素。对此,提出了一种考虑低碳交通约束的电动汽车充电站优化配置方法。首先,基于充电站候选点划分区域碳排放测算网格,在此基础上考虑充电站位置、容量等因素的影响并建立网格化交通碳排放模型;然后,建立综合考虑碳排放量、交通能源结构、交通电力能源清洁度以及充电站使用率四个因素的低碳交通指标体系,量化分析充电站规划方案对交通碳排放的影响;之后,以低碳交通指标为约束条件,兼顾经济性和节能减排,建立考虑交通碳排放因素的双目标优化配置模型;最后,通过某地区案例对所提方法进行仿真验证,结果表明,考虑低碳交通约束的优化配置方法可以在不增加投资成本的同时有效降低城市各区域交通碳排放水平。

关键词：低碳交通碳排放电动汽车充电站优化配置

基于α-DDTW算法与功率波形相似度的馈线OP互联匹配

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上海电力大学学报 2024年第2期40卷 102-108页

作者：徐隽刘礼阳赵健宣羿孙智卿上海电力大学上海200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310014

OP互联是指供电企业内部对电力调度系统(OMS)及设备(资产)运维精益管理系统(PMS)中维护的台账数据进行有效关联。针对中压配电网10 kV馈线OP互联流程复杂、效率低下,且缺乏有效校验机制等问题,提出了一种基于配电网多源量测数据与系统... 详细信息

OP互联是指供电企业内部对电力调度系统(OMS)及设备(资产)运维精益管理系统(PMS)中维护的台账数据进行有效关联。针对中压配电网10 kV馈线OP互联流程复杂、效率低下,且缺乏有效校验机制等问题,提出了一种基于配电网多源量测数据与系统台账信息的馈线OP数据校核与匹配方法。首先,从OMS和PMS中提取功率、设备参数等信息,并对台账及功率进行预处理,形成功率时间序列矩阵;然后,基于α-DDTW距离评估两侧馈线功率波形近似度,实现馈线OP数据的校核与关联匹配;最后,对华东某市电力公司的系统数据进行算例分析,验证了所提方法的有效性与实际工程应用价值。

关键词： OP数据互联 α-DDTW算法波形相似度配电网

基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计

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高电压技术 2023年

作者：梁栋刘啸宇曾林孙智卿王守相国网浙江省电力有限公司杭州供电公司石家庄科林电气股份有限公司河北省智能配用电装备产业技术研究院电气与计算机工程学院康奈尔大学教育部智能电网重点实验室(天津大学) 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学)

针对量测不足条件下配电网状态估计方法精度较低的问题，提出了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计方法。首先，基于各节点的历史数据学习注入有功、无功功率的二维高斯混合概率分布，据此进行蒙特卡洛抽样和潮流计算，以获取... 详细信息

针对量测不足条件下配电网状态估计方法精度较低的问题，提出了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计方法。首先，基于各节点的历史数据学习注入有功、无功功率的二维高斯混合概率分布，据此进行蒙特卡洛抽样和潮流计算，以获取用于神经网络训练的丰富样本；其次，以最小化状态估计误差和潮流方程失配量为目标，建立了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计模型，通过在损失函数中融入潮流物理损失惩罚项，获取满足电网运行约束的一致解；再次，采用BOHB方法对神经网络超参数进行优化，并提出了基于迁移学习的拓扑变化和分接头调整条件下的自适应方法；最后，通过实际数据和三相平衡/不平衡配电网的测试结果表明，所提方法较基于伪量测的状态估计方法和无潮流引导的贝叶斯估计方法估计精度更高，且在拓扑变化和分接头调整时具有较好的自适应性能。

关键词：潮流引导神经网络贝叶斯状态估计配电网迁移学习

基于电气特征和地理相关性的配电网线变关系辨识

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现代电力 2023年

作者：李岸滕赵健宣羿孙智卿国网浙江省电力有限公司杭州供电公司上海电力大学电气工程学院

准确的配电网线变关系是线损计算、运维检修等电网业务的重要数据基础，而依靠人工排查线变关系的方法成本高、效率低，且无法适用于结构日趋复杂且变动频繁的配电网。在此背景下，提出一种基于配电网量测数据和设备档案信息的配电网线... 详细信息

准确的配电网线变关系是线损计算、运维检修等电网业务的重要数据基础，而依靠人工排查线变关系的方法成本高、效率低，且无法适用于结构日趋复杂且变动频繁的配电网。在此背景下，提出一种基于配电网量测数据和设备档案信息的配电网线变关系辨识方法。首先，基于电压相似性原理，将电气距离邻近的配电变压器进行合并，并构建虚拟配变来代替作为后续输入。然后，分别构建线变能量差异和电压相似性评估指标，建立基于电气特征指标化的线变关系辨识模型。最后，为减小量测数据质量对模型的影响，在原模型的基础上加入配电变压器的地理位置信息，提出一种考虑地理相关性的改进优化辨识模型。在实际的配电系统中验证了该方法在提升线变关系辨识准确率等方面具有显著优势，有一定的实际工程应用价值和指导作用。

关键词：配电网线变关系电压相似性能量差异地理相关性联合优化