[发明专利]一种基于双向LSTM的配电网低电压原因定位方法

说明书

本发明涉及配电网运行和设备管理技术领域，公开了一种基于双向LSTM的配电网低电压原因定位方法，建立每个配变节点的运行状态矩阵；确定低电压节点并对低电压节点标注，确定低电压起止时间；分别计算各工参与低电压的相关系数，将指标作为低电压成因指标；确认低电压成因标注样本分项成因；构建成因独热向量；构建嵌入向量并拼接生成节点特征向量；构建基于双向LSTM低电压成因训练模型；加载待预测节点的运行状态矩阵，对其低电压分类及低电压成因进行预测。与现有技术相比，本发明应用双向LSTM进行分类，不仅考虑配电工参导致的低电压，还充分利用线路负荷累计信息和负荷时间序列变化信息，更适用于实际工作需求。

技术领域

本发明涉及配电网运行和设备管理技术领域，具体涉及一种基于双向LSTM的配电网低电压原因定位方法。

背景技术

电压质量是配电网可靠性的重要指标之一，低电压问题严重影响精密设备的正常运行，企业产品质量和用户用电体验，也是大量投诉的主要来源。另一方面，造成低电压的原因包括台区供电半径过大、台区导线截面小、配变容量不足、配网负荷高峰时超负荷、三相负荷不平衡、功率因素低、台区无功补偿或无功补偿容量不足和三相四线线路电流大压降大，且造成低电压的原因并不唯一。电网企业和业内专家在电网低电压治理方面开展了大量的研究，包括专家经验法、前推回代法、特征辨识法、聚类分析法、粒子群优化法和支持矢量机分类法等，或者综合应用多种方法进行低电压故障成因定位。此类特征工程方法需根据专家经验人工建立特征体系和特征统计维度，且其准确度核函数、参数设置和样本顺序影响较大，且传统分类方法只能实现对某一类成因，对同时多种原因导致的低电压问题无法定位。另一方面，随电动汽车充电桩和分布式能源入网，专家经验和特征体系较难确定，从而导致低电压成因定位错误。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于双向LSTM的配电网低电压原因定位方法，构建配电网工参、运行特征矩阵及低电压成因标签，应用双向LSTM进行分类，不仅考虑配电工参导致的低电压，还充分利用线路负荷累计信息和负荷时间序列变化信息，更适用于实际工作需求。

技术方案：本发明提供了一种基于双向LSTM的配电网低电压原因定位方法，包括如下步骤：

S1：导入电网拓扑图，建立每个配变节点的运行状态矩阵；

S2：基于节点电压状态序列确定低电压节点，自动对低电压节点标注，并确定低电压起止时间；

S3：分别计算各独立工参指标和联合工参指标与低电压的相关系数，将相关系数高的指标作为低电压成因指标；

S4：将S2中确定的低电压成因标注样本分项成因进行确认；

S5：基于确认后的低电压成因样本，构建成因独热向量；

S6：根据电源至配变节点的工参和统计特征构建嵌入向量，并与运行状态向量拼接生成节点特征向量；

S7：以节点特征向量作为输入，独热向量为成因分类目标，构建基于双向LSTM低电压成因训练模型；

S8：加载待预测节点的运行状态矩阵，利用基于双向LSTM低电压成因训练模型对其低电压分类及低电压成因进行预测。

进一步地，所述S2中确定低电压节点的条件为：

其中，U₀为额定电压，U_ij为第i条线路第j个配变节点的入口电压，t为当前时间，满足上述条件，将时段{t,t+T}的第i条线路第j个配变节点标识为低电压节点，其他时段该节点仍标识为正常节点。