叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法

本发明属于电力系统领域，具体地说是采用数据科学的研究模式，结合叠加原理，研究叠加原理与数据驱动融合的可能，建立叠加原理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法。

背景技术：

1、越来越多的可再生能源通过逆变器接入电网，这类发电形式称为逆变型分布式电源(iidg)，含有iidg的配电网称为有源配电网。iidg的故障输出因低压穿越(lvrt)规定而具有强非线性化，使得有源配电网具有传统电网所不具备的强非线性，这使得传统短路电流计算方法难以应用于有源配电网当中。

2、有源配电网短路电流与iidg输出息息相关，两者相互耦合影响，因此计算过程需要反复迭代求解。iidg故障输出模型越精细，非线性程度越高，使得短路电流计算也更加精确，但计算效率也随之下降。并且，iidg模型精度保持不变情况下，随着网络规模增大或渗透率上升，迭代计算耗时也会大幅增加，甚至出现难以收敛的情况。因此，有源配电网短路电流计算出现了计算准确性与计算效率上不可调和的矛盾。为此，现有技术中有基于机器学习方法的有源配电网短路电流计算方法，该方法能有效解决短路电流计算中的矛盾。然而，该类方法对于有源配电网的不同网络结构的适配能力较差，不同网络结构的有源配电网需要训练不同的输出模型，计算方法的通用性与可靠性较为一般。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种基于叠加定理和数据驱动的有源配电网短路电流计算方法。

2、本发明通过使用图注意力机制网络(gat)对不同运行方式、故障条件和控制策略下的iidg的输出特征进行学习，建立iidg的输出模型，实现iidg输出的快速准确计算。再将确定的iidg等效为电流源，使用叠加定理进行有源配电网短路电流计算。在确保短路电流计算的快速性与准确性前提下，解决应对不同网络规模、结构下有源配电网的不同故障类型、故障位置与过渡电阻的短路电流计算适配问题。

3、本发明的有益效果是：本发明使用图数据形式保存了有源配电网拓扑与电气信息，通过gat方法学习电气特征与短路电流映射关系，使用叠加原理计算得到有源配电网全网短路电流。本发明可以避免有源配电网短路电流计算的大量迭代，提升了计算快速性，同时保证计算准确性，实现了对不同网络结构有源配电网的适配性，可满足实际工程需求，可将其推广应用于有源配电网短路电流计算当中。

技术特征：

1.叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：步骤1）中将有源配电网的支路信息以图数据的节点形式表示，有源配电网支路间的连接关系用图数据的连边形式表示，其中图数据中的数据与特征储存分为四部分，分别是：支路与电流特征，系统电源特征，故障信息特征，iidg信息特征。

3.根据权利要求2所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：所述支路与电流特征选用支路电流稳态值和支路的线路阻抗值，包含但不限于单相电流稳态值、两相电流稳态值、三相电流稳态值。

4.根据权利要求2所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：所述系统电源特征使用系统电源的三相电压和等效阻抗值。

5.根据权利要求2所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：所述故障特征信息由故障线路、故障位置、故障类型和过渡电阻组成。

6.根据权利要求2所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：有源配电网的iidg信息特征由iidg接入位置、容量、控制策略与目标的组合和限流倍数组成。

7.根据权利要求6所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：所述控制策略为跟网型控制策略和构网型控制策略；控制目标为抑制负序电流、抑制无功倍频波动和抑制有功倍频波动控制目标；限流倍数范围为[1.2,1.5]之间。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的叠加定理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法，其特征在于：还包括将iidg的输出回归分解为实部与虚部的回归。

技术总结本发明公开了一种叠加原理与数据驱动融合的有源配电网短路电流计算方法。本发明通过使用图注意力机制网络对不同运行方式、故障条件和控制策略下的IIDG的输出特征进行学习，建立IIDG的输出模型，实现IIDG输出的快速准确计算。再将确定的IIDG等效为电流源，使用叠加定理进行有源配电网短路电流计算。在确保短路电流计算的快速性与准确性前提下，解决应对不同网络规模、结构下有源配电网的不同故障类型、故障位置与过渡电阻的短路电流计算适配问题。本发明提出了一个基于图注意力网络的IIDG故障输出模型，快速准确计算IIDG故障输出，减少非线性迭代计算过程。结合叠加定理，显著提升有源配电网短路电流计算效率。技术研发人员：王慧芳,叶睿恺受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29