【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网，具体涉及一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法及装置。
技术介绍
1、以数学、控制理论和其他新兴理论为指导，结合电力系统本身特点的配电系统状态估计技术已成为配电系统运行的关键。随着分布式能源资源的普及，由于传感器稀缺和量测的质量较低，传统的状态估计技术难以应对目前的低量测配电系统，由于在已知数据较少的情况下标准最小二乘法无法运行。
2、目前，现有算法应用于低量测的配电系统的潮流数据的补全时补全能力较差，精度有限，可信度不高。而且，现有矩阵补全算法运算过程中在每次迭代时都需要计算奇异值分解(svd)，计算效率较低，计算成本较高。人工智能算法也常用于电力系统状态估计，但需将数据划分训练集、测试集，对数据质量和数量都有一定要求方能保证高准确率与可信度，使用过程较为复杂。
3、因此，如何专利技术一种配电数据缺失补全技术方案，成为亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法及装置，可以应用在配电系统低量测条件下进行状态估计，灵活地适应电力系统量测数据特征值单一时刻配电系统潮流数据进行估计补全。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，包括：
3、根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵；
4、根据所述数据特征矩阵及配电数据测量值的类型和规模，设定配电数据矩阵的排列形式；
5、根据所述配电数据
6、使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解，完成配电数据缺失补全。
7、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法的优选方案，在根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵的过程中，所述数据特征矩阵的表达式为：
8、
9、式中，为所有非平衡节点；为线路的集合；为节点导纳矩阵。
10、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法的优选方案，所述配电数据矩阵的排列形式包括支路索引排列和节点索引排列；
11、在所述支路索引排列中，对于每条支路矩阵中的相应行形式为：
12、
13、式中，与分别为复变量实部与虚部；vf为支路端点f处电压；sf为支路端点f处注入功率；vt为支路端点t处电压；st为支路端点t处注入功率；ift为流经支路的电流；
14、在所述节点索引排列中，对于每个节点矩阵中的相应行形式为：
15、
16、式中，vn为节点n电压；sn为节点n注入功率。
17、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法的优选方案，所述配电数据矩阵补全问题模型的表达式为：
18、
19、
20、式中，||x||*为x的核范数；σi(x)为x的第i个最大奇异值；是需要补全的矩阵；为矩阵m中已知元素的集合；pω(x)为补全后含已知数据集ω的矩阵；pω(m)为含已知数据集ω需要补全的矩阵；f指代frobenius范数表示形式；为补全后的矩阵。
21、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法的优选方案，在使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解的过程中，采用矩阵分解策略将所述配电数据矩阵补全问题模型改写为：
22、
23、式中，和u和v分别为通过矩阵分解法处理矩阵x将之分解成两部分。
24、本专利技术还提供一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，基于以上一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，包括：
25、数据特征矩阵构建模块，用于根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵；
26、配电数据矩阵排列形式设定模块，用于根据所述数据特征矩阵及配电数据测量值的类型和规模，设定配电数据矩阵的排列形式；
27、配电数据矩阵补全问题模型构建模块，用于根据所述配电数据矩阵，构建配电数据矩阵补全问题模型；
28、配电数据矩阵补全问题模型求解模块，用于使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解，完成配电数据缺失补全。
29、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置的优选方案，所述数据特征矩阵构建模块中，在根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵的过程中，所述数据特征矩阵的表达式为：
30、
31、式中，为所有非平衡节点；为线路的集合；为节点导纳矩阵。
32、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置的优选方案，所述配电数据矩阵排列形式设定模块中，所述配电数据矩阵的排列形式包括支路索引排列和节点索引排列；
33、在所述支路索引排列中，对于每条支路矩阵中的相应行形式为：
34、
35、式中，与分别为复变量实部与虚部；vf为支路端点f处电压；sf为支路端点f处注入功率；vt为支路端点t处电压；st为支路端点t处注入功率；ift为流经支路的电流；
36、在所述节点索引排列中，对于每个节点矩阵中的相应行形式为：
37、
38、式中，vn为节点n电压；sn为节点n注入功率。
39、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置的优选方案，所述配电数据矩阵补全问题模型构建模块中，所述配电数据矩阵补全问题模型的表达式为：
40、
41、
42、式中，||x||*为x的核范数；σi(x)为x的第i个最大奇异值；是需要补全的矩阵；为矩阵m中已知元素的集合；pω(x)为补全后含已知数据集ω的矩阵；pω(m)为含已知数据集ω需要补全的矩阵；f指代frobenius范数表示形式；为补全后的矩阵。
43、作为一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置的优选方案，所述配电数据矩阵补全问题模型求解模块中，在使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解的过程中，采用矩阵分解策略将所述配电数据矩阵补全问题模型改写为：
44、
45、式中，和u和v分别为通过矩阵分解法处理矩阵x将之分解成两部分。
46、本专利技术具有如下优点：根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵；根据所述数据特征矩阵及配电数据测量值的类型和规模，设定配电数据矩阵的排列形式；根据所述配电数据矩阵，构建配电数据矩阵补全问题模型；使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解，完成配电数据缺失补全。本专利技术采用基于矩阵分解的矩阵补全，对单个时刻下配电系统的缺失数据进行补全。首先，给出标准矩阵补全模型；接着，为适应电力系统数据特征形成一个结构化数据矩阵；最后，基于矩阵分解原理利用分块坐标下降法对补全模型进行求解。本专利技术基于矩阵分解原理利用分块坐标下降法对补全模型进行求解，分块坐标下降法在运算过程中避免了每次迭代计算奇异值分解(svd)，提高了计算效率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，在根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵的过程中，所述数据特征矩阵的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，所述配电数据矩阵的排列形式包括支路索引排列和节点索引排列；
4.根据权利要求3所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，所述配电数据矩阵补全问题模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，在使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解的过程中，采用矩阵分解策略将所述配电数据矩阵补全问题模型改写为：
6.一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，采用权利要求1-5任一项所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，其特征在于，所述数据特征矩阵构建模块
8.根据权利要求7所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，其特征在于，所述配电数据矩阵排列形式设定模块中，所述配电数据矩阵的排列形式包括支路索引排列和节点索引排列；
9.根据权利要求8所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，其特征在于，所述配电数据矩阵补全问题模型构建模块中，所述配电数据矩阵补全问题模型的表达式为：
10.根据权利要求9所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，其特征在于，所述配电数据矩阵补全问题模型求解模块中，在使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解的过程中，采用矩阵分解策略将所述配电数据矩阵补全问题模型改写为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，在根据电力系统的网络参数，构建电力系统的数据特征矩阵的过程中，所述数据特征矩阵的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，所述配电数据矩阵的排列形式包括支路索引排列和节点索引排列；
4.根据权利要求3所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，所述配电数据矩阵补全问题模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全方法，其特征在于，在使用分块坐标下降算法对所述配电数据矩阵补全问题模型进行求解的过程中，采用矩阵分解策略将所述配电数据矩阵补全问题模型改写为：
6.一种基于矩阵分解的配电数据缺失补全装置，采用权利要求1-5任一项所述的一种基于矩阵分解的配电数据缺...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳小龙，蒋睿珈，余晓丹，何博宇，贾宏杰，穆云飞，张刚，韩麟，彭静，亓富军，王军，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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