电力行业：AI计算推演赋能配电网透明化与智能化

国家电网STATEGRID国网江苏省电力有限公司A/计算推演赋能配电网透明化与智能化国网江苏电力国家电网STATEGRID国网江苏省电力有限公司目录T、背景思路CONTENT二、主要做法应用实践TTL四、未来展望2024年放源人工智能创新发展大会背景思路配电网规模大，变动频繁，其检修或故障易引起线路停电范围或用户供电方式的变更导致线路安全检修隐患、停电信息发布错误、线损管理失真等问题海量新能源多以分布式接入配网，在局高部区域出现关键节点电压越限，乃至光伏倒送主网现象，影响电网安全稳定运行新能源出力、电动汽车等新型负荷具有时空不确定性，在配网侧可能引起新的电力电量平衡问题，需要对未来进行预测和仿真，支撑配电网运行与规划，消除源荷双重不确定性的影响2024年统系人工智能创新发展天背景思路主网采用加装采集装置实现全网网架、方式，潮流的实时监测、在线分析控制与仿真推演。配网点多面广，采用全量加装量测模式， 建设及运维投资大，无法全网推广。在国网公司数字化部指导下，江苏电力从2019年开始、历时5年，采用A/计算推演技术结合现有量测体系，在不大规模增加量测基础上在全国率先实现中压配网透明化。2024年族系人工智能创新发展未背景思路中压配网透明化以变电站10/20kV母线和出线开关，配电线路开关站、环网柜、柱上开关配电变压器等电气节点作为观测、计算、推演对象，以调度自动化系统变电站内实时数据、配电直动化和用电信息采集系统量测为基础，运用成熟电网计算理论与人工智能技术相结合实现中压配网透明化即10/20kV配电网（以下简称配网）任一时空状态可观测、可计算、可推演推动配网拓扑在线分析、电网潮流实时可现、多时间尺度发展态势可预测推演，满足配网规划、建设及运行需求，减少量测设备不必要配置，支撑配网精益化管理水平提升最小化采集AI计算推演可计算可推演可观测2024年统系人工智鞋创新发展天背景思路基于现有实时量测和配电网静态拓扑实现动智慧赋能前提基础可观测态拓扑可观可决策叠加电气参数和实时量测，实现配网各节点关键核心基于对现状及可计算各支路电气量计算未来态电网的透明化计算推演，智能制定加新型源荷预测，实现4小时超短期、日前电网运行优化决策发展需求可推演月度、年度等时间尺度的配网发展态势推演网运行优化决策数据底座气象平台电网一张图实时量测中心0+年#西大工智能创新发展大会国家电网STATEGRID国网江苏省电力有限公司目录、背景思路CONTENT二、主要做法应用实践四、未来展望2024年放源人工智能创新发展大会主要做法可观测可计算可推演可决策配网拓扑构建通过业务流程驱动的生产、营销统一建模，形成统一的配网静态拓扑叠加配电自动化系统开关遥信分合状态（含人工置位信息），形成配网动态拓扑。网源维护统一模型营销业务系统给制营销EPPMS单线图绘制生产设者静态拓扑配电自动化审楼开美湿信动态拓扑人工原位线变关系维护错误导致静态拓扑不准开关状态误差导致动态拓扑不准需要通过人工智能分析对静态和动态拓扑进行校核2024年族系人工智能创新发展民会主要做法可观测可计算可推演可决策静态拓扑校核原理：挂接在同一馈线下的配变与出线端的电压变化具有相似性初步研判：利用馈线和配变日电压数据计算皮尔逊相关系数，相关系数指标较低的判别为疑似线变关系错误智能推荐：计算疑似错误配变与疑似应挂接线路（考虑经纬度临近和联络信息生成）相关系数指标，满足自小他大原则（与当前线路相关系数低、且与其他线路相关系数高），诊断为线变关系错误电压不相似相似配电变压器母线线变关系0线变关系正确错误某线变关系错误配变与原所属线路电压曲线变电站断路器1配电变压器断路器2考虑线路电压变化与配变电压变化相似性特征，研判线变关系准确性某线变关系错误配变与应所属线路电压曲线主要做法可观测可计算可推演可决策动态拓扑校核原理：不同运行方式下，各电气节点的量测数据特征不同，根据现有差异辨识开关分合位置和运行方式1.离线训练：根据历史量测数据以及拓扑关系，训练基于图神经网络的配电网拓扑辨识模型2.在线感知：输入实时量测数据，输出对应拓扑结构校核流程训练数据集构建模型训练考虑拓扑结构的变化，基于不断面量测+对应拓扑结购训练前型↑未知石扑司拓扑下的历史量测数据，利用增量练学习持征智能选择方法筛选关键特征S↑理机制未知石扑构造拓扑辨识模型，实现量测数拓扑辨识据与拓扑结构间的映射，并在此未知拓扑基础上建立未知拓扑处理机制，拓扑辨识结果对应拓扑辨识标签实现实时拓扑结构的校核2024年原人工营能创新发联快会主要做法可观测可计算可推演可决策工作成效建设完成线变关系诊断工具并在27家网省公司推广应用，诊断并辅助整改线变关系台账问题，诊断成功率90%以上不同配变类型整改数量O-配变总数专变数量线变关系已整改数量1168线变关系治理成效1.200A10201,000800-74460050484400325 2592941522132005月月7月10月11月12月月2月4月67月月月10月1112月1月2月月2024年校原人工智能创新发展大会主要做法可观测可计算可推演可决策参数校正参数初辨识配电线路和潮流计算模型参数初辨识，将参数作为状态量进行状构造辨识方程→最小二乘法去求解一线路相参数态估计，用于后续的参数异常定位和参智能电表量测数据数辨识修正参数异常定位参数异常定位，利用辨识粗参数与台账辩辨识粗参数计算参致驿常因子确定存在异常参数的关系，判断参数异常情况，解决相对偏差距离比胶参数异常因子参数的装路台账参数线路异常参数判别困难的问题参数辨识校正，基于潮流计算，通过选更新分布参数识修正马尔科夫链代寻找粗辨识参数的分布中最优组合，根据线路相梦数给出初始分布香从动态性和精细化两个方面综合考虑进参数样本蒙特卡洛法潮流计算损失函数判断收敏行参数辨识校正量测数据参数修正024年放源人工智能创新发展大会主要做法可观测可计算可推演可决策量测补足综合考虑实时支路功率量测和强相关历史量测，利用脉冲神经网络（SNN）对负荷节点注入功率量测值进行建模通过高斯混合模型（GMM）拟合相应量测误差，提高伪量测建模精度质史时刻文路/往入动车益测当前时刻女路节点注入功负菌节点生入调整网络多数SNN输出误差的概率密度示意图基于SNN的负荷功率模型训练图1.a.030aa9.095基于GMM的伪量测误差拟合流程图基于GMM的伪量测误差拟合结果2024年施源人工智能创新发底子主要做法可观测可计算可推演可决策>工作成效首次实现省级配电网实时计算，开展全省4万余条线路15分钟自动计算，其中约15000条线路可直接计算，约23000条线路需要通过量测补足方可计算，可计算率通过量测补足提升了57.5%，计算整体合格率达到99%。G0:00:0010:00:00配网实时在线计算平台2024年放原人工智创新发联大会主要做法可观测可计算可推演可决策以中台服务为目标，建设企业级统一平台，服务公司各专业，重点将基础数据标准化、预系，空间上形成省市县、网格、母线、馈线、台区、可调负荷用户等不同范围，时间上形成超短期（未来4小时）、短期（1-3天）、中期（1个月-1年）和长期（1-3年）等不同尺度的源荷预测服务。地证服务爽型拍线呼价结课共享服务源荷预测敬保房座预测模型