基于残差图卷积深度网络的电网无功储备需求快速计算方法.pdfVIP

2023 年 9 月 电 工 技 术 学 报 Vol.38 No. 17 第 38 卷第 17 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2023 DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.221019 基于残差图卷积深度网络的电网无功储备 需求快速计算方法 1 1 2 3 3 陈光宇 袁文辉 徐晓春 戴则梅 闪 鑫 （1. 南京工程学院电力工程学院 南京 211167 2. 国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司 淮安 223021 3. 南瑞集团公司（国网电力科学研究院） 南京 211167 ） 摘要 针对电网无功储备需求计算复杂度高、耗时长的问题，提出一种基于残差图卷积深度 网络考虑冗余样本特征削减的电网无功储备需求快速计算方法。该文首先，给出一种基于深度学 习的电网无功储备需求快速计算框架，采用残差图卷积深度神经网络（GCNII ）对电网无功储备 需求计算进行建模；其次，为克服传统相似性计算方法在拓扑属性样本度量问题上的局限，提出 一种双尺度相似性度量方法，基于矩阵奇异值序列的余弦距离实现对拓扑结构样本的相似性度量； 最后，提出一种冗余样本削减策略，基于双尺度相似性度量方法，结合改进谱聚类算法实现对样 本集合的分层聚类，并通过样本局部密度分析，实现在维持数据集特征多样性的情况下，对冗余 样本进行有效削减，提升模型训练效率。所提算例采用 IEEE 标准节点系统进行仿真，计算结果 表明，该方法能够实现在模型计算精度基本不变的情况下大幅提升模型训练效率。 关键词：残差图卷积神经网络 无功储备需求计算 样本削减策略 矩阵奇异值序列 双尺 度相似性 中图分类号：TM734 0 引言 了系统的无功备用容量。以上文献均对无功储备优 化计算进行了深入研究并取得了较好的效果，但以 无功储备对于维持电网的电压稳定起到了至关 重要的作用[1-2] 。随着国家“双碳”目标的提出，可 上方法的计算复杂度较高，随着电网规模的日益扩 大，无功储备需求计算的时间成本进一步加剧。考 再生能源的并网规模正不断扩大，新能源的随机波 [3-4] 虑到近年来可再生能源并网规模的激增，新能源出 动性给电力系统的安全运行带来巨大挑战 。 力的不确定性使得电网无功储备需求计算周期缩 在无功储备分析计算领域，文献[5]围绕交直流 短，正逐渐从离线计算向在线评估转变，这对无功 互联系统受端电网，提出一种基于轨迹灵敏度的无 储备需求计算的实时性提出了更高的要求，因此， 功储备优化方法，为故障下的电力系统稳定运行提 如何提升电网无功储备需求的计算速度，已成为能 供支撑；文献[6]针对高比例新能源接入背景下的无 否实现其在线快速评估的关键。 功储备优化问题，提出了一种计及故障集的区域无