登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
近年来,新一代智能电网调度技术支持系统实现了电网静态和动态信息的采集功能,随着广域测量系统(wideareameasurementsystem,WAMS)在工程中广泛应用,WAMS系统可在时空统一角度且具有足够的精度和速度测量电网真实运行状态信息,为大电网稳定态势评估带来新的契机。
静态稳定态势分析通常采用模型仿真,但是每次仿真分析前需要确定全部数学模型,参数及仿真场景,故计算量大,存在维数灾难,且难以计及非常规数据的影响,仍需要花费大量时间和精力。模型法分析结果的准确性取决于机理模型的准确性,建模过程中的各种简化和假设使模型法的分析结果不能充分反映电网实际运行状况。此外,随着电网规模扩大、电网有些区域会接近输电极限,加之大规模间歇性新能源(renewableenergysystems,RES)并网发电大大增加了电力生产的不确定性和电网运行困难;大规模电动汽车(electricvehicle,EV)充放电又增加了电力负荷的随机性,这些各个环节不确定因素及其交互影响使得电网稳定行为更为复杂,传统研究假设条件可能会不成立。
大数据技术近年来受到广泛关注,它对大量多源数据进行高速捕捉、发现和分析,利用经济的方法提取有价值的技术体系或架构。广义上讲,大数据不仅指所涉及的数据,还包含了对这些数据进行处理和分析的理论、方法和技术。随着我国智能电网建设的不断推进和深入,电网量测体系积累了大量的数据,这就使得大数据分析挖掘技术在静态稳定态势评估具有可行性。
目前,电网存在各种类型的大量仿真或实测数据,启发人们思考如何用数据分析取代机理建模,从而提出了数据驱动模式。然而,几乎所有关于大数据的论文都会强调不同类型数据之间的融合,但却鲜有讨论如何融合。
针对以上问题,本文提出了基于随机矩阵理论的静态稳定态势评估方法。随机矩阵理论作为一种普适性的大数据分析方法,无需详细物理模型,可综合考虑历史数据和实时数据,具有从高维角度认识复杂系统等优点。随机矩阵是对复杂网络进行统计分析的重要数据理论之一,通过对复杂系统的能谱和本征态进行统计分析,揭示数据中整体的行为特征,可以从宏观上对复杂系统的性质进行研究分析。随机理论是近年来的研究热点之一,在量子物理、金融工程、医疗等多个领域发挥了重要作用。文献[8]首次将随机矩阵理论引入电力系统,提出一种全新的、通用的大数据分析架构,将其应用于电力系统异常发现;文献提出一种基于随机矩阵理论的配电网运行状态相关性分析方法;文献提出基于高维随机矩阵描述的WAMS量测大数据建模与分析方法;文献提出一种基于高维随机矩阵大数据分析模型的输变电设备关键性能评估方法;文献提出一种随机矩阵在全球能源互联网中的应用框架。然而,大数据技术在电力系统中的应用鲜有涉及如何对静态稳定态势进行评估的介绍。高维随机矩阵理论作为新兴的大数据分析方法,能将各类数据集成到高维矩阵中,从概率和统计角度研究矩阵的特性和数据分布情况。
本文提出了一种电网静态稳定态势评估的大数据融合方法,利用历史数据和实时数据建立了随机矩阵模型。在此基础上,提出了两种基于随机矩阵理论的极限谱分布函数,用来研究矩阵特性和数据分布情况。进而,利用平均谱半径实现静态稳定态势评估。最后,利用IEEE39节点系统算例仿真,验证了所提方法的有效性。
1 大数据融合方法
1.1基于随机矩阵理论的大数据融合方法
电力系统实际运行中,发生稳定破坏性故障相对罕见,导致实测数据缺乏失稳数据,难以进行数据挖掘,通常采用仿真计算来获得样本。连续潮流法是电网静态(电压)稳定分析的有效工具,可用于模拟实际电网中发电负荷区域性增长的远景和规划[17-18]。本文进行分析挖掘的数据采用基于负荷增长的连续潮流法(ContinuationPowerFlow,CPF)进行仿真得到大量的样本数据;由于在数据采集和传输过程中会产生随机噪声,电力系统存在小幅度随机扰动。因此,本文在连续潮流仿真数据基础上添加高斯白噪声,以此数据来模拟电网实际运行获得的数据。
随机矩阵理论中渐进收敛性要求矩阵的维数趋近无穷,在处理实际工程问题时,当维数从几十到几百时,也能观察到相当精确的渐进收敛结果[15]。在矩阵构造时,对行列元素通过调整来获得最优的行列比值。
对于电力网络,选择nn个节点的量测数据作为空间样本,每个节点有kk个状态变量,构成NN个变量,其中N=n×k。
在采样时刻titi,每个节点的量测数据可以构成一个列向量:
x(ti)=[x1,x2,⋯,xN]Tx(ti)=[x1,x2,⋯,xN]T(1)
将每个节点采样时刻的量测数据按照时间序列排序,可形成如下矩阵:
XN×T=[x(t1),x(t2),⋯,x(ti),⋯]∈CN×TXN×T=[x(t1),x(t2),⋯,x(ti),⋯]∈CN×T(2)
该矩阵即为大数据分析的数据源,这些数据按照时间顺序采样,不同节点的电气特征量具有空间特性,将两者结合起来则构成具有时空特性的数据源。
1.2静态稳定态势评估的输入数据
电网的运行状态由多种状态变量表征,比如电网各个节点的电压和相角、发电机注入有功功率和无功功率、负荷有功功率和无功功率、支路电流等。电网中各元件间的拓扑关系及相互作用力必然蕴含于广域时空量测信息中。此外,电网的运行状态还受到各种电气因素和非电气因素的影响。电气因素包括分布式电源出力、各类故障和扰动等;非电气因素包括温度、湿度、风速等气候因素和社会经济因素等。在大数据分析时,根据具体的研究目的和数据资源选取量测数据进行数据源随机矩阵的构建。
在采样时,由于不同数据的采样频率可能不同,可以认为采样频率低的数据类型在采样间隔内数值相等。在矩阵分析时,要将所有元素进行标准化处理,其目的是去量纲化和数值归一化,从而使得各个指标具有可比性。
在研究静态电压稳定性时,由于电压失稳是负荷驱动的,侧重研究负荷和电压数据,电压稳定性问题就是负荷的稳定性问题。故而本文在研究静态稳定态势评估时,选取每个节点的节点电压数据和所有负荷节点的有功功率数据构造矩阵。为了实现数据的实时分析,采用文献[13]中提出的实时分离窗技术,该技术可以从数据源中获取当前时刻和历史时刻的采样量测数据,实时分离窗的宽度为Tw,在采样时刻ti,获得的数据矩阵为:
XN×Tw(ti)=[x(ti−Tw+1),x(ti−Tw+2),⋯,x(ti)]XN×Tw(ti)=[x(ti−Tw+1),x(ti−Tw+2),⋯,x(ti)](3)
该技术也可以对噪声数据进行平滑处理。
2 随机矩阵理论基本原理
2.1随机矩阵理论
随机矩阵理论有两个基本概念,经验谱分布函数和极限谱分布函数。对于任意特征值为实数的n×nn×n维随机矩阵A,称函数
FA(x)=1n∑i=1nI(λAi≤x)FA(x)=1n∑i=1nI(λiA≤x)(4)
为矩阵A的经验谱分布函数(empiricalspectrumdistribution,ESD),这里λAiλiA为矩阵A的特征根,i=1,⋯,ni=1,⋯,n,I(•)表示指示性函数。我们把经验谱分布函数的极限称为极限谱分布函数。经验谱分布函数是随机的,但通常极限谱分布函数是非随机的,如圆率,半圆率、M-P率(Marchenko-PaturLaw)和圆环率。
对于高维数据源X矩阵,其样本协方差阵如下式所示:
Sn=1n(∑i=1nxix′i)=1nXX′Sn=1n(∑i=1nxix′i)=1nXX′(5)
可求得其经验谱分布函数FSn(x)FSn(x),通过对其进行Stieltjes变换[19-21],利用Stieltjes变换法,可以把对随机矩阵经验谱分布函数研究转换为对随机矩阵逆的迹的研究,由此求得极限谱分布函数。
2.2 M-P率和圆环率
利用随机矩阵理论评估静态稳定态势重点,是根据极限谱分布函数的变化规律来评估静态稳定裕度。下文将介绍两种极限谱分布函数M-P率和圆环率[12,22-23]。
采用M-P率观测谱分布,M-P率其极限谱密度如式(6)。
式中,a=σ2(1−c√)2a=σ2(1−c)2,b=σ2(1+c√)2b=σ2(1+c)2这里c为维数与样本量的比值,σ2σ2为刻度参数,σ2=1σ2=1。通过对连续潮流输入数据预处理后,应用实时分离窗技术,选取不同状态可以看出样本协方差谱分布直方图和M-P率曲线如图1所示。
图1样本协方差矩阵谱分布
图中展示了随着负荷的不断增长,样本协方差矩阵谱分布直方图变窄变长。可以明显看出电力系统发生了变化。
由于输入数据的高维矩阵X中所含元素均为实数,通过利用酉矩阵U对X的样本协方差矩阵进行处理后可将特征值映射到复平面。样本协方差矩阵X经过奇异化处理后得到等效矩阵Xu=UXX′−−−−√Xu=UXX′[24-25],U为haar矩阵,满足XuXTu=XXTXuXuT=XXT。对该矩阵中元素按照式(7)进行单位化处理,得到标准矩阵Z。
zi=xiN√σ(xi),i=1,2,…,Nzi=xiNσ(xi),i=1,2,…,N(7)
矩阵Z的方差和期望满足E(zi,j)=0,σ2(zi,j)=1/N,此时Z的ESD将收敛于一个圆环,服从于式(8)。
式中c=N/T,根据圆环率,当系统中无事件发生处于稳定状态时,在复平面上,特征值分布在一个外环半径为1,内环半径为(1-c)2/L的圆环之间。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,经铜陵市发展和改革委员会正式批复,以铜陵公司为主导的铜陵市虚拟电厂管理中心正式挂牌成立。该中心将依托市电力负荷管理重心和省级虚拟电厂平台,统筹服务全市虚拟电厂建设与发展运营。这一举措,标志着该公司在推进能源电力保供、构建新型电力系统、服务新型主体发展方面迈出关键一步。虚拟电
近日,华中能源监管局组织召开2025年华中区域电力安全监管工作会,贯彻落实2025年全国电力安全生产电视电话会议和国家能源局2025年监管工作会议精神,总结2024年辖区电力安全生产工作,分析2025年电网运行方式,研判当前电力安全生产形势,布置2025年电力安全生产重点工作任务。华中能源监管局分管领导
国网国际融资租赁有限公司深入贯彻落实国家电网有限公司第四届职工代表大会第五次会议暨2025年工作会议精神,坚持干字当头,锚定建设具有能源电力特色的融资租赁领军企业的发展目标,加快推进内涵式高质量发展,为服务国家战略、服务能源电力高质量发展贡献更大力量。加强党建引领,坚持服务中心工作服
2月21日,南方电网公司召开2025年调度系统专业会议,总结2024年工作,部署今年重点工作。公司党组成员、副总经理王绍武出席会议并讲话,国家能源局南方监管局党组成员、副局长余保东到会指导。会议指出,能源加速转型给电网发展和安全带来新的严峻考验,要准确把握面临的新形势、新要求,在各种风险挑
2月25日,仁怀市人民政府印发仁怀市大面积停电事件应急预案的通知(仁府办函〔2025〕2号)。要求大面积停电事件发生后,电力调度机构合理安排运行方式,控制停电范围;尽快恢复重要输变电设备、电力主干网架运行;在条件具备时,优先恢复重要电力用户、重要城市和重点地区的电力供应。同时,电网企业迅
近日,华东能源监管局召开座谈会,专题听取国家电网华东分部关于华东区域省间网架建设工作思路的汇报。会上,国家电网华东分部详细介绍了“十四五”期间华东区域电网建设的进展情况,对“十五五”期间省间网架建设的形势进行了研判,随着区域经济发展和能源结构转型的不断推进,华东区域电力需求不断攀
当涂发电公司以起跑即冲刺的精神状态,全力以赴抓生产、增效益、谋发展。1月份煤电利用小时数沿江区域排名第二,来煤入厂标单同比下降8%,经营实现连续盈利,实现“开门红”。开局关乎全局,起步决定走势。一月份“开门红”的实现,靠的是“营”的能力,靠的是“赢”的信心,更重要的是思想观念的转变
2月21日,四川省召开全省能源工作会议,明确了2025年能源工作重点和具体目标。其中在电网建设方面,阿坝州将成为关注重点。会议透露,将重点推进阿坝—成都东1000千伏特高压交流工程建设,提速推进攀西特高压交流工程前期工作、力争年内核准开工,积极争取甘孜中、甘孜南和阿坝北等特高压交流加强和延
近日,南方电网电力调度大模型“大瓦特—天璇”基于南网调度云平台,完成DeepSeek-R1本地化部署,充分验证了“大瓦特—天璇”大模型平台能够快速适配、兼容主流开源基座模型,全面兼容国产化AI生态,标志着南方电网“电力调度+AI”深度赋能步伐加快。“大瓦特—天璇”是南方电网2023年底发布的国内首个
近年来,南方电网广东广州供电局持续推进调控一体化目标模式变电站建设,实现调度端对变电站全面独立的远程遥控操作。2024年6月广州供电局调控一体化目标模式变电站达200座,同年12月目标模式变电站突破300座,大幅减轻现场到站操作负担,超大城市电网调度感知和驾驭能力进一步提升。新型调度模式,调
2月5日,国网邯郸供电公司自主研发的新能源负荷预测应用正式上线运行。这一创新成果,标志着该公司在数字化赋能电力系统智能调控方面取得重大突破,为保障邯郸地区电力可靠供应、推动新能源高效利用注入强劲动力。“今日天气好,春节后基础负荷恢复,分布式光伏预计处于满发状态。”国网邯郸供电公司调
2025年政府工作报告提出,推动科技创新和产业创新融合发展,因地制宜发展新质生产力。中能传媒记者就如何以新质生产力推动电网高质量发展对全国人大代表、河南新乡供电公司新乡变电运维站副站长高珂进行了专访。高珂谈到,一方面算力、大数据、人工智能等新科技产业对电力需求量大、可靠性要求高,做好
做好新形势下新能源消纳工作,是规划建设新型能源体系、构建新型电力系统的重要内容,对提升非化石能源消费比重、推动实现“双碳”目标具有重要意义。全国政协委员、萍乡学院副院长吴代赦在综合分析新能源利用率目标与新能源度电成本等因素的基础上表示,新能源大规模并网对系统调节能力建设、促进新能
为进一步巩固电力系统安全稳定运行水平,按照国家能源局有关工作安排,近期,山西能源监管办会同山西省能源局部署新能源和新型并网主体涉网安全能力提升工作。办领导高度重视,专题听取工作方案,并提出具体要求。会议强调,一是要提高政治站位,高度重视新形势下的涉网安全工作,压实并网主体涉网安全
为加强电网安全风险管控,3月11日至12日,华东能源监管局分别组织召开2025年度华东区域、上海市、安徽省电网运行方式分析会议,总结分析电网运行情况,督促部署风险管控措施和治理意见落实。华东能源监管局分管负责同志主持会议。会议通报了2024年电网运行方式总结和2025年电网运行方式安排、主要风险
为学习传达习近平总书记近期关于安全生产重要讲话和指示批示精神,传达贯彻国家能源局和省安委会工作要求,总结2024年全省电力安全生产工作,部署2025年电力安全生产工作任务,3月7日,湖南能源监管办组织召开2025年全省电力安全生产工作会议。湖南能源监管办主要负责人出席会议并讲话,湖南能源监管办
来源:《中国电力》2025年第2期引文:李金,刘科孟,许丹莉,等.基于共享储能站的多能互补微能源网外衍响应双层优化[J].中国电力,2025,58(2):43-56.编者按在“双碳”战略的推动下,电力行业对以传统化石燃料为主的能源结构低碳转型意识逐渐增强,绿色能源来源的多样化趋势日益显著。以风能和光伏为代表的
3月11日,广东省能源局公开征求《林区输配电设施森林火灾防控技术规程(送审稿)》意见。线路宜避让自然保护区,无法避让时,应根据负荷分布和林区特点、防火林带,采用合理布点、分区供电等方式,优化线路路径,尽量缩短跨(穿)越林区的线路长度,减少树线矛盾。线路在选择路径和定位时,应避让可能
近日,浙江能源监管办组织召开2025年度浙江电网运行方式汇报会。浙江能源监管办主要负责人出席会议并讲话,国网浙江省电力有限公司主要负责人及相关部门负责人、电力交易中心负责人参加会议。浙江省能源局有关负责人出席会议。会议听取了国网浙江省电力有限公司关于2024年电网运行后评估情况及2025年运
3月3日7时许,上海中心气象台发布今年首个雷电黄色预警信号,不久后,雷声便在上海上空响起。电科院依托上海台风雷电监测预警系统,积极应对雷电风雨可能带来的威胁和巨大损失,支撑电网安全可靠运行。公司常规防雷工作开始时间为3月15日。考虑到2024年2月,上海已出现雷电活动,较往年有所提前,为此
近日,华中能源监管局组织召开2025年华中区域电力安全监管工作会,贯彻落实2025年全国电力安全生产电视电话会议和国家能源局2025年监管工作会议精神,总结2024年辖区电力安全生产工作,分析2025年电网运行方式,研判当前电力安全生产形势,布置2025年电力安全生产重点工作任务。华中能源监管局分管领导
近年来,吉林省大力推进“陆上风光三峡”“山水蓄能三峡”等重点工程建设,清洁能源产业发展持续提速。国网吉林省电力有限公司加快推进电网转型升级,做好电力外送及电量消纳,服务新型储能并网,创新相关技术,服务区域绿色发展。2024年,吉林省间外送电量达214亿千瓦时,风电、光伏发电量突破378亿千
问:您常年从事汽车相关教学工作,对新能源汽车行业的发展较为关注。随着新能源汽车越来越普及,我国充电基础设施也在快速发展,您对此有何看法?杨金龙:近年来,我国新能源汽车行业发展迅猛,充电基础设施建设也取得了令人瞩目的成绩。在我所生活的浙江省杭州市桐庐县,无论是旅游景区还是公共停车场
1月13日,天津市发布《天津市促进先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施方案》(津发改服务〔2025〕1号),其中指出,鼓励企业加快云计算、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术与制造业融合,加强基础软件和工业软件技术攻关,在智能电网、通信、智能交通等行业加快形成规模化应用。原文如下:
12月11日,南网碳资产管理公司基于电力大数据的电碳协同优化技术2025年-2026年研究服务采购项目招标,预计采购金额760万元。为做好电碳协同优化领域的技术支撑工作,拟对相关研究及项目建设服务进行采购,内容包含:(1)电碳数据诊断及改进技术研究包括但不限于:电力大数据异常识别及修正技术研究、
11月25日,国家电网有限公司电力大数据技术及应用实验室第一届学术指导委员会成立大会暨第一次全体会议在北京召开。据介绍,学术指导委员会是该实验室的研究决策和评议机构,负责审议实验室的研究方向,决定学术方面的重大事宜,评估检查课题进展等。本届学术指导委员会由中国工程院院士郭剑波担任主任
科技决定能源的未来,能源技术创新在能源革命中起决定性作用。过往十年,电力行业落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,解放思想、锐意进取,以能源电力大数据为基础,推动能源技术革命,为新型能源体系建设不断注入科技力量。放眼未来,电力行业正全面贯彻党的二十大精神,深入落实习近平总书记
4月7日,陕西省发展和改革委员会印发《陕西省培育千亿级化工材料产业创新集群行动计划》,其中提到,加强源头减碳、过程减碳、终端固碳,创建10个以上示范性绿色化工园区、绿色工厂,开展绿色化工产品认证,推进化工材料产业绿色制造体系不断完善。二是提升产业数字化智能化水平。并且,加快5G、大数据
3月4日,国家能源局印发加强发电机组检修安全管理。其中提到,要加强外包作业现场管理,采用信息化、智能化、大数据等技术手段,全程掌握外包队伍和人员遵守安全生产规定、落实安全管理要求等情况。原文如下:国家能源局综合司关于加强发电机组检修安全管理的通知国能综通安全〔2024〕23号各省(自治区
北极星电力软件网获悉,12月13日,湛江市科学技术局发布关于印发《湛江市高新技术产业培育计划(2023—2025年)》(以下简称《计划》)的通知。《计划》指出,推进产业质量变革。促进5G在各行业领域的融合应用创新,推动互联网、大数据、人工智能与产业深度融合,打造战略性新兴产业集群,形成重点突出、
“我本来还愁呢,以为要花钱装台变压器,没想到你们主动来了,可以免费给我增容,节约了我十万块钱的投资,真是给我们小企业帮了大忙啦。”10月16日,安徽淮北供电公司烈山中心供电所客户经理李正刚在上门走访客户时,旺展农业科技有限公司经理任启路激动地说道。淮北市旺展农业科技有限公司是一家小微
北极星电力软件网获悉,10月9日,厦门市人民政府办公厅发布关于印发《厦门市促进人工智能产业发展若干措施》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,有序扩大智算规模。积极争取省发改委等上级部门对本市符合条件的智算中心给予电价优惠支持,降低算力成本。鼓励现有数据中心向提供智能计算服务转
国家电网有限公司大数据中心认真落实国家电网有限公司贯彻习近平总书记重要指示批示精神推进高质量发展工作会议要求,深入学习公司贯彻落实习近平总书记考察南瑞集团重要指示精神加快推进高水平科技自立自强现场会精神,充分发挥数据技术专业优势,激活数据要素价值,加快推进公司数字化转型升级,服务
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!