一种电网仿真数据样本生成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电网仿真数据样本生成方法及系统，所述方法包括：获取已有的电网数据样本；在先验知识库中选取一个或多个先验知识规则，并设置每个参数的调整范围以及每个参数的单次调整幅度；根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本；所述方法及系统根据虚拟样本生成技术，通过先验知识以及对在线数据进行特征提取获得的调整范围等规律对已有的电力数据样本进行调整，按需求生成多组电力仿真数据样本，扩充了电力数据样本集，有效提高大电网算例系统的泛化能力；为电力系统机理研究和人工智能技术研究提供数据支撑。

A method and system for generating simulation data samples of power grid

【技术实现步骤摘要】
一种电网仿真数据样本生成方法及系统
本专利技术涉及电力
，更具体地，涉及一种电网仿真数据样本生成方法及系统。
技术介绍
近年来，随着大数据和人工智能技术的兴起，基于电网仿真数据生成海量样本、开展相关研究已成为趋势，目前对于样本生成方法的研究主要体现在机器学习领域。近几年，基于大量训练数据的卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetwork，CNN)在目标检测、目标识别、显著性检测、行为识别和对象分割等计算机视觉领域取得了显著的成果。虚拟样本生成技术作为一种在机器学习中引入先验知识的方法,已经成为提高小样本学习问题泛化能力的主要手段之一,受到了国内外学者广泛研究。虚拟样本是指在未知样本概率分布函数的情况下，利用所研究领域的先验知识，结合已有的训练样本产生待研究问题的样本空间中的部分合理样本。研究虚拟生成技术的主要目的是生成合理的虚拟样本，从而可以将它们添加到原始训练样本集，以扩充训练样本集，有效提高分类器的泛化能力。目前对于电网结构样本补充问题，已有的技术基本都是基于小型算例系统，对于实际大电网尚缺乏相关研究；对于将在线的负荷变化规律形成先验知识来指导电网样本生成还属空白。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的现有技术缺少通过先验知识指导电网虚拟样本生成的问题，本专利技术提供了一种电网仿真数据样本生成方法及系统；所述方法及系统根据对在线数据进行特征提取获得的规律以及先验知识，通过虚拟样本生成方法，生成多组虚拟样本；所述一种电网仿真数据样本生成方法包括：获取已有的电网数据样本；所述电网数据样本的参数包括负荷的有功功率和无功功率以及发电机组的有功功率和无功功率；在先验知识库中选取一个或多个先验知识规则，并设置每个参数的调整范围以及每个参数的单次调整幅度；根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本；所述调整后的电网仿真数据样本的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值小于该参数对应的调整范围；进一步的，所述每个参数的调整范围的获取方式包括：选取所述电网内预设区域在预设时间段内的潮流电网数据；根据聚类机器学习算法对潮流电网数据进行特征提取，获取潮流电网数据中各个参数的最大值以及最小值，生成每个参数的调整范围。进一步的，在根据聚类机器学习算法对潮流电网数据进行特征提取前，所述方法还包括：对所述潮流电网数据进行预处理；所述预处理包括对潮流电网数据进行清洗和过滤，生成预设格式的数据。进一步的，所述先验知识规则包括：设置所述电网数据样本的各个参数间的调整比例；调整其中任一个参数，其他参数根据所述调整比例进行同步调整。进一步的，所述先验知识规则包括：当设置的所述负荷有功功率以及负荷无功功率单次调整幅度低于预设阈值时；按照预设的比例同步调整负荷有功功率以及负荷无功功率，且保持所述发电机组有功功率以及发电机组无功功率不变。进一步的，所述先验知识规则包括：所述负荷有功功率为负时，负荷有功功率保持不变，不参与调整；所述发电机组为平衡机组时，所述发电机组的参数保持不变，不参与调整。进一步的，在根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本后，所述方法还包括：持续的以单次调整幅度在上一次调整后的获得的电网仿真数据样本的基础上，调整生成新一轮的电网仿真数据样本；当生成的最新轮的电网仿真数据样本中的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值达到该参数对应的调整范围时，停止电网仿真数据样本的生成。所述一种电网仿真数据样本生成系统包括：电网数据样本采集单元，所述电网数据样本采集单元用于获取已有的电网数据样本；所述电网数据样本的参数包括负荷的有功功率和无功功率以及发电机组的有功功率和无功功率；先验知识库，所述先验知识库用于存储多个先验知识规则；仿真样本设置单元，所述仿真样本设置单元用于在先验知识库中选取一个或多个先验知识规则，并设置每个参数的调整范围以及每个参数的单次调整幅度；仿真样本生成单元，所述仿真样本生成单元用于根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本；所述调整后的电网仿真数据样本的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值小于该参数对应的调整范围。进一步的，所述系统还包括调整范围生成单元；所述调整范围生成单元用于选取所述电网内预设区域在预设时间段内的潮流电网数据；所述调整范围生成单元用于根据聚类机器学习算法对潮流电网数据进行特征提取，获取潮流电网数据中各个参数的最大值以及最小值，生成每个参数的调整范围。进一步的，所述调整范围生成单元用于对所述潮流电网数据进行预处理；所述预处理包括对潮流电网数据进行清洗和过滤，生成预设格式的数据。进一步的，所述先验知识库的先验知识规则包括：设置所述电网数据样本的各个参数间的调整比例；调整其中任一个参数，其他参数根据所述调整比例进行同步调整。进一步的，所先验知识库的先验知识规则包括：当设置的所述负荷有功功率以及负荷无功功率单次调整幅度低于预设阈值时；按照预设的比例同步调整负荷有功功率以及负荷无功功率，且保持所述发电机组有功功率以及发电机组无功功率不变。进一步的，所先验知识库的先验知识规则包括：所述负荷有功功率为负时，负荷有功功率保持不变，不参与调整；所述发电机组为平衡机组时，所述发电机组的参数保持不变，不参与调整。进一步的，所述仿真样本生成单元用于持续的以单次调整幅度在上一次调整后的获得的电网仿真数据样本的基础上，调整生成新一轮的电网仿真数据样本；当生成的最新轮的电网仿真数据样本中的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值达到该参数对应的调整范围时，所述仿真样本生成单元停止生成电网仿真数据样本。本专利技术的有益效果为：本专利技术的技术方案，给出了一种电网仿真数据样本生成方法及系统，所述方法及系统根据虚拟样本生成技术，通过先验知识以及对在线数据进行特征提取获得的调整范围等规律对已有的电力数据样本进行调整，按需求生成多组电力仿真数据样本；所述方法及系统生成电力仿真数据样本，扩充电力数据样本集，有效提高大电网算例系统的泛化能力；为电力系统机理研究和人工智能技术研究提供数据支撑。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为本专利技术具体实施方式的一种电网仿真数据样本生成方法的流程图；图2为本专利技术具体实施方式的一种电网仿真数据样本生成系统的结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网仿真数据样本生成方法，所述方法包括：/n获取已有的电网数据样本；所述电网数据样本的参数包括负荷的有功功率和无功功率以及发电机组的有功功率和无功功率；/n在先验知识库中选取一个或多个先验知识规则，并设置每个参数的调整范围以及每个参数的单次调整幅度；/n根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本；所述调整后的电网仿真数据样本的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值小于该参数对应的调整范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网仿真数据样本生成方法，所述方法包括：
获取已有的电网数据样本；所述电网数据样本的参数包括负荷的有功功率和无功功率以及发电机组的有功功率和无功功率；
在先验知识库中选取一个或多个先验知识规则，并设置每个参数的调整范围以及每个参数的单次调整幅度；
根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本；所述调整后的电网仿真数据样本的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值小于该参数对应的调整范围。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个参数的调整范围的获取方式包括：
选取所述电网内预设区域在预设时间段内的潮流电网数据；
根据聚类机器学习算法对潮流电网数据进行特征提取，获取潮流电网数据中各个参数的最大值以及最小值，生成每个参数的调整范围。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据聚类机器学习算法对潮流电网数据进行特征提取前，所述方法还包括：
对所述潮流电网数据进行预处理；所述预处理包括对潮流电网数据进行清洗和过滤，生成预设格式的数据。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述先验知识规则包括：
设置所述电网数据样本的各个参数间的调整比例；
调整其中任一个参数，其他参数根据所述调整比例进行同步调整。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述先验知识规则包括：
当设置的所述负荷有功功率以及负荷无功功率单次调整幅度低于预设阈值时；
按照预设的比例同步调整负荷有功功率以及负荷无功功率，且保持所述发电机组有功功率以及发电机组无功功率不变。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述先验知识规则包括：
所述负荷有功功率为负时，负荷有功功率保持不变，不参与调整；
所述发电机组为平衡机组时，所述发电机组的参数保持不变，不参与调整。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述一个或多个先验知识规则对电网数据样本的各个参数以单次调整幅度进行单次调整，生成调整后的电网仿真数据样本后，所述方法还包括：
持续的以单次调整幅度在上一次调整后的获得的电网仿真数据样本的基础上，调整生成新一轮的电网仿真数据样本；
当生成的最新轮的电网仿真数据样本中的任一个参数值与电网数据样本对应的参数的差值达到该参数对应的调整范围时，停止电网仿真数据样本的生成。


8.一种电网仿真数据样本生成系统，所述系统包括：
电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继林，黄严浩，裘微江，陈兴雷，郭中华，安宁，陈勇，何春江，刘娜娜，孙永锋，李勤新，郑志伟，邹卫美，王子琪，周智强，田芳，康建东，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11