一种基于数据融合算法的线路功率控制方法

技术领域

本发明涉及配电网线路控制领域，尤其涉及一种基于数据融合算法的线路功率控制方法。

背景技术

配电网覆盖人口聚集地、现代工业和商业中心、用电负荷密度大、供电路径短，一旦出现突发事件极易对整个配电网的电力负荷供电造成影响；随着大量分布式电源和储能设备的接入，配电网的规模越来越庞大，结构越来越复杂，运行过程中的特性和需求响应变化也越来越复杂；尤其是供电区域重叠、便捷模糊、供电交叉迂回等问题逐渐凸显，对于不同区域、不同用户、不同用电性质、不同用电需求的供电需求难以满足，因此，提高配电网的响应控制能力、配电网控制的智能化水平越来越重要。现有技术中大数据、物联网等技术应用越来越广泛，配电网中也有了大量配电网技术的应用，但是现有技术中配电网技术不够成熟，海量数据下造成配电网响应控制缓慢，数据传输、处理及存储的压力过大，造成配电网控制效果不够理想。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种智能配电网大数据融合重构与交互方法”，其公告号：CN104616210B，公开了1)对智能配电网大数据进行初始聚类划分，根据智能配电网运行状态建立关联规则，实现扩展聚类的划分；2)将当前数据划归到基于历史数据的初始聚类中，基于关联规则预测运行状态，从而确定自愈控制策略，但是该方案也存在响应速度慢控制效果差的问题。

发明内容

为了解决现有技术中配电网线路控制效率不高准确性不够的问题，本发明提供一种基于数据融合算法的线路功率控制方法，通过物联网数据融合结合最优潮流计算，调动线路级资源实现线路智能调控。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数据融合算法的线路功率控制方法，包括如下步骤：

S1、对线路终端采用多传感器监测，将监测数据上传到集中器，在集中器进行潮流计算；

S2、集中器根据监测数据进行判断并将判断后的异常数据信息发送到响应平台；

S3、响应平台线路终端进行响应控制，通过集中器调动其余线路资源。能通过多传感器对线路终端进行监测，将监测数据采集并处理于集中器内，通过集中器对异常数据的线路终端进行暂态控制与调节，在响应平台下发响应控制策略后进行反馈，实现响应控制与监测调节分开处理，提高发生异常时的响应效率，减少全部终端带来的网络压力，将响应控制精准下发到对应的线路终端，提高效率。

作为优选的，S1中包括通过多传感器采集节点电压、智能开关状态、光伏设备信息、用户侧储能信息及可控负荷信息，对每一种信息的多传感器进行融合前序处理。通过多传感器进行采集，对于每个待采集信息均使用多传感器进行采集，对于采集同一个待采集信息的多传感器其采集内容不同，节点电压包括节点处电路电压、节点处节点设备电压等，智能开关状态包括智能开关闭合状态、智能开关电流状态等，光伏设备信息包括光伏设备工作信息、光伏设备的电流信息、光伏设备的功率信息等，用户侧储能信息包括用户侧储能的容量信息、功率信息、消纳信息等，可控负荷信息包括线路中多设备的实时负荷信息、计划负荷信息等。能通过多传感器对线路终端分别记性监测，将监测数据进行集中上传，实现线路中全部可调动信息的监控，全面监控线路中的线路终端运行情况，便于对线路进行全局控制。

作为优选的，融合前序处理包括对不同信息的多传感器信息进行相关性计算，以相似度向量作为融合特征进行源数据融合，然后进行潮流计算。相关性计算包括对多传感器信息进行预处理以修正偏差，进行空间和时间上的对齐；将多传感器信息进行关联以获得其位置或属性，对多传感器信息进行相关性分析并估计其在工作环境中的前后关系，并对其在特定环境下的重要性进行评估；通过卷积和池化的方法进行特征提取，建立相似矩阵得到相似度向量；以相似度向量为特征值对多传感器信息进行特征融合，从而实现源数据融合，减少传感器误差，提高每一项信息的准确值。根据源数据融合后的多传感器信息进行潮流计算。

作为优选的，S2中包括S21、通过集中器将监测数据进行数据融合并分辨异常数据；S22、集中器向异常数据的线路终端下发调节指令，将异常数据发送到响应平台。集中器将线路分为片区进行控制，在集中器将片区内所有线路终端的所有监测数据进行采集并进行处理，通过集中器对管辖的异常线路终端进行调节并上报，减少响应平台直接通信的线路终端，提高线路终端检测到异常后的响应处理效率，集中器实现了对异常的线路终端的暂态控制。

作为优选的，S21中包括对融合前序处理后的数据进行策略融合，将多传感器的数据根据因果关系及重要性进行融合，设定安全阈值并分辨异常数据。策略融合包括对数据进行相关性验证，将相关性验证结果作为策略融合的第一参量，第一参量代表两个数据之间相关性检验值；对数据根据因果关系设定其第二参量，第二参量代表其受到另一数据的影响变化的幅度积分；根据第一参量和第二参量对同一监测数据进行策略融合，得到监测数据的融合数据值，对融合数据值设定安全阈值，将第一参量、第二参量及融合数据值进行求和函数运算与安全阈值进行比较来分辨异常数据。能对每个监测数据的相关信息进行监测并融合得到更为准确的监测数据，减少数据融合中的误差，将数据融合中的策略也作为判断异常的依据，使得不管是因为因为哪个传感器监测的数据发生异常都能进行判断。

作为优选的，S22中包括对异常数据的所有来源传感器下发调节指令，对故障线路终端进行进行暂态控制，将异常数据和暂态控制信息发送到响应平台。集中器对每个监测数据设立安全阈值的同时设立对应的调节指令，在检测到异常数据后将对应的调节指令下发到来源传感器，同时将暂态控制指令下发到对饮线路终端的控制模块，减少因为数据异常可能造成的危险与损失，并将暂态控制的设备信息、暂态控制信息及异常数据发送到响应平台，由响应平台对异常数据及暂态控制指令进行进一步判断，以减少暂态控制可能带来的损失与误判。

作为优选的，S3中包括通过响应平台进行策略响应，根据异常数据和暂态控制信息预测线路状态，根据线路状态下发响应控制策略。响应平台对异常数据、暂态控制信息、暂态控制的设备信息进一步进行判断，响应平台设立第二安全阈值，在异常数据达到第二安全阈值时进行策略响应，将存在异常数据的线路终端和其相邻线路终端及相关线路终端进行调控，并预测线路状态，对线路状态可能受到的影响通过调控进行降低，提高线路的稳定性。

作为优选的，响应平台将响应控制策略发送到线路终端，对线路终端响应控制策略后放弃暂态控制，根据响应控制策略效果设立返回值。通过响应平台对线路中响应控制策略的线路终端直接控制，并解除其暂态控制，其监测数据仍上传到集中器进行处理，设立返回值，集中器再次采集并上传该线路终端的监测数据，若上传的监测数据符合返回值，则判断响应控制成功。

本发明具有如下优点：

（1）能通过多传感器对线路终端进行监测，将监测数据采集并处理于集中器内，通过集中器对异常数据的线路终端进行暂态控制与调节，在响应平台下发响应控制策略后进行反馈，实现响应控制与监测调节分开处理，提高发生异常时的响应效率，减少全部终端带来的网络压力，将响应控制精准下发到对应的线路终端，提高效率；（2）基于数据融合对线路终端的运行状态进行实时监测，并通过集中器与响应平台的分级控制提高效率，减少处理器压力，减少网络压力，并且对于集中器与响应平台的管理网络任意部分失效都不影响其他部分对于线路的控制，提高线路稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1是本发明中方法步骤示意图。

图2是本发明的方法中S2的步骤示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，在一个较佳的实施例中，本发明公开了一种基于数据融合算法的线路功率控制方法，包括如下步骤：

S1、对线路终端采用多传感器监测，将监测数据上传到集中器，在集中器进行潮流计算；通过多传感器采集节点电压、智能开关状态、光伏设备信息、用户侧储能信息及可控负荷信息，对每一种信息的多传感器进行融合前序处理；融合前序处理包括对不同信息的多传感器信息进行相关性计算，以相似度向量作为融合特征进行源数据融合，然后进行潮流计算。

通过多传感器进行采集，对于每个待采集信息均使用多传感器进行采集，对于采集同一个待采集信息的多传感器其采集内容不同，节点电压包括节点处电路电压、节点处节点设备电压等，智能开关状态包括智能开关闭合状态、智能开关电流状态等，光伏设备信息包括光伏设备工作信息、光伏设备的电流信息、光伏设备的功率信息等，用户侧储能信息包括用户侧储能的容量信息、功率信息、消纳信息等，可控负荷信息包括线路中多设备的实时负荷信息、计划负荷信息等。相关性计算包括对多传感器信息进行预处理以修正偏差，进行空间和时间上的对齐；将多传感器信息进行关联以获得其位置或属性，对多传感器信息进行相关性分析并估计其在工作环境中的前后关系，并对其在特定环境下的重要性进行评估；通过卷积和池化的方法进行特征提取，建立相似矩阵得到相似度向量；以相似度向量为特征值对多传感器信息进行特征融合。

在使用时，通过集中器分别采集管辖范围内的线路终端的多传感器数据，将多传感器数据进行融合前序处理，得到较为准确的得到线路终端的各项监测数据,根据监测数据进行潮流计算；至此集中器完成第一部分的功能。

S2、集中器根据监测数据进行判断并将判断后的异常数据信息发送到响应平台；S21、通过集中器将监测数据进行数据融合并分辨异常数据；对融合前序处理后的数据进行策略融合，将多传感器的数据根据因果关系及重要性进行融合，设定安全阈值并分辨异常数据。

策略融合包括对数据进行相关性验证，将相关性验证结果作为策略融合的第一参量，第一参量代表两个数据之间相关性检验值；对数据根据因果关系设定其第二参量，第二参量代表其受到另一数据的影响变化的幅度积分；根据第一参量和第二参量对同一监测数据进行策略融合，得到监测数据的融合数据值，对融合数据值设定安全阈值，将第一参量、第二参量及融合数据值进行求和函数运算与安全阈值进行比较来分辨异常数据。

在使用时，集中器对S1中的监测数据进行进一步的融合，根据融合过程中的参数和融合结果进行异常数据判断，从而确保异常数据的线路终端来源及传感器来源，对潮流计算结果进行判断；至此完成对线路中的数据融合功能。

S22、集中器向异常数据的线路终端下发调节指令，将异常数据发送到响应平台；对异常数据的所有来源传感器下发调节指令，对故障线路终端进行进行暂态控制，将异常数据和暂态控制信息发送到响应平台。

集中器对每个监测数据设立安全阈值的同时设立对应的调节指令，在检测到异常数据后将对应的调节指令下发到来源传感器，同时将暂态控制指令下发到对饮线路终端的控制模块，减少因为数据异常可能造成的危险与损失，并将暂态控制的设备信息、暂态控制信息及异常数据发送到响应平台，由响应平台对异常数据及暂态控制指令进行进一步判断。

在使用时，集中器将调节指令下发到线路终端，集中器起到了平台的控制作用，并能满足管辖范围内的全部线路终端控制；再将异常数据和暂态控制信息发送到响应平台，使得响应平台只需要接收有异常的线路终端的数据，不仅让线路终端被就近及时管控， 并且减轻了响应平台的数据处理压力，响应平台只需要制定最优的响应控制策略即可完成线路控制。

S3、响应平台线路终端进行响应控制，通过集中器调动其余线路资源。通过响应平台进行策略响应，根据异常数据和暂态控制信息预测线路状态，根据线路状态下发响应控制策略；响应平台将响应控制策略发送到线路终端，对线路终端响应控制策略后放弃暂态控制，根据响应控制策略效果设立返回值。

响应平台对异常数据、暂态控制信息、暂态控制的设备信息进一步进行判断，响应平台设立第二安全阈值，在异常数据达到第二安全阈值时进行策略响应，将存在异常数据的线路终端和其相邻线路终端及相关线路终端进行调控，并预测线路状态，对线路状态可能受到的影响通过调控进行降低，提高线路的稳定性。

通过响应平台对线路中响应控制策略的线路终端直接控制，并解除其暂态控制，其监测数据仍上传到集中器进行处理，设立返回值，集中器再次采集并上传该线路终端的监测数据，若上传的监测数据符合返回值，则判断响应控制成功。

在使用时，响应平台内根据每种数据引起的线路变化程度不同设有对应的第二安全阈值，在达到第二安全阈值后响应平台进行响应控制，进一步的，集中器只对监测数据的是否正常进行判断并标记为异常数据，响应平台对异常数据进行第二次筛选，实现并不是所有数据异常都能引起响应控制。提高线路的稳定性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。