[发明专利]一种架空线路动态载流能力超前预测方法及系统

说明书

本公开提出了一种架空线路动态载流能力超前预测方法及系统，获得架空线路周围环境气象历史数据，将气象历史数据转化为时间间隔相同的时间序列数据；采用引入注意力机制的循环神经网络对时间序列数据进行训练及学习，实现对未来架空线路周围环境气象数据的预测；根据气象数据的预测结果，结合稳态热平衡方程，给定架空线路型号参数及其最高允许温度，计算架空线路动态载流能力和传输容量；对架空线路多个监测点分别进行预测及计算动态载流能力和传输容量，取所有监测点中的最小值作为该时刻架空线路动态载流能力和传输容量的最终结果。引入注意力机制的循环神经网络进行预测，使训练模型选择性地关注和目标强相关的输入，提高预测精度。

技术领域

本公开涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种架空线路动态载流能力超前预测方法及系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，对用电的需求也不断增加，根据国家的可持续发展的政策性引导以及新能源技术的发展，为了满足愈来愈高的用电需求，诸如风能和太阳能发电等可再生能源发电技术迅速发展，可再生能源发电接入电网的渗透率越来越高，使得系统运行状态的波动性和不确定性问题日益突出，对电力系统安全高效运行带来巨大挑战，为了应对这一挑战，具有灵活响应特性的发电及负荷调节资源发挥了重要的作用。但是，高频度地调用发电及负荷等节点注入型灵活性资源，将显著增加相关线路传输功率越限风险，对此，应充分挖掘线路传输功率的灵活调节能力，以提高节点注入型灵活性资源的效用。

在设计架空线路时，为了安全起见，架空线路的最大载流量是根据其周围环境可能出现的最恶劣的气象条件而计算制定的一个常数值，比如风速稳定为0.5m/s，风向与架空线路平行，外界温度为30℃，日照辐射强烈，这一常数值称作架空线路的静态热定值(Static Line Rating,SLR)。然而诸如上述恶劣气象条件在实际运行的过程中极少出现，所以架空线路的静态热定值是一个相当保守的值，因此架空线路也就无法发挥其传输灵活性，也就增大了高比例可再生能源电力系统调度过程中的网络阻塞概率，当架空线路在调度过程中发生阻塞时，就会增大调度成本，并且一旦某条架空线路出现网络阻塞，潮流的被迫转移又进一步加剧了该线路附近其他线路出现阻塞的概率，导致影响范围进一步扩大。

架空线路的动态增容技术(Dynamic Line Rating,DLR)可以根据架空线路周围环境的气象条件来提升架空线路的传输容量，充分发挥架空线路传输功率的灵活调节能力，避免扩建线路。但是，如何通过运用动态增容技术对架空线路动态载流能力和传输容量进行准确、科学的超前预测，进而制定电力系统灵活性资源超前调度决策，保证高比例可再生能源电力系统安全高效运行，仍是待解决的问题。

发明内容

本说明书实施方式的目的是提供一种架空线路动态载流能力超前预测方法，可以根据气象历史数据进行超前预测得到架空线路动态载流能力和传输容量。

本说明书实施方式提供一种架空线路动态载流能力超前预测方法，通过以下技术方案实现：

包括：

获得架空线路周围环境气象历史数据，将气象历史数据转化为时间间隔相同的时间序列数据；

采用引入注意力机制的循环神经网络对时间序列数据进行训练及学习，实现对未来架空线路周围环境气象数据的预测；

根据气象数据的预测结果，结合稳态热平衡方程，给定架空线路型号参数及其最高允许温度，计算架空线路动态载流能力和传输容量；

对架空线路多个监测点分别进行动态预测及计算动态载流能力和传输容量，取所有监测点中的最小值作为该时刻架空线路动态载流能力和传输容量的最终结果。

进一步的技术方案，所述气象历史数据包括外界温度数据Ta、日照辐射强度数据S、风速数据v和风向数据θ，将上述四种气象条件的历史数据处理成为离散的时间序列，时间序列中相邻两个时刻之间取一定的时间间隔Δt。