Page 10 - 电力与能源2021年第二期

1 5 8 吴 裔, 等: 基于人工智能的配电网设备负载预测预警系统设计研究

2.2 对象过滤 ( 6 ) 所示: T fact 为实际发生重载、 过载的次数; T p re
基于负载率指标的过滤流程如图 7 所示。由 为预测发生重载、 过载的次数; T R 为准确预警重
于配电变压器、 线路的数量规模庞大, 需根据负载 载、 过载的次数; TH 为实际处于轻载状态而预测
率指标设置二级监测指标和二级关注状态, 过滤 发生临界、 重载、 过 载 的 次 数; T L 为 实 际 发 生 临
出重点关注对象。 界、 重载、 过载而预测处于轻载状态的次数。

C = T R ( 4 )
T fact

E H = TH ( 5 )
T p re
T L
E L = ( 6 )
T p re
沿海某城市典型配电变压器和线路的重过载
预警结果如表 3 和表 4 所示。配电变压器重过载
预警的准确判断率 C 的均值为 0.90 , 过重误判率
E H 和 过 轻 误 判 率 E L 的 均 值 分 别 为 0.15 和
0.11 ; 与之相比, 线路重过载预警的准确判断率和
过轻误判率较好, 但是过重误判率接近 0.30 。考
虑到重过载对配电网造成的潜在风险以及处于二
图 7 基于负载率指标的过滤流程 级关注的配电变压器、 线路的数量有限, 认为略高
一级指标: 从当前时点回溯 53 周内的最高负 的过重误判率不会对系统使用造成严重影响。

载率不超过 50% 。 表 3 典型配电变压器重过载预警性能指标
一级关注: 满足一级指标的配电变压器、 线路 编号 类型 C EH E L
住宅类
处于一级安全状态, 否则处于一级关注状态。 1 0.95 0.00 0.05
2 商业类 0.87 0.34 0.15
二级指标: 去年同时点 ±7 日的最高负载率
3 混用类 0.87 0.12 0.14
不超过 50% , 并且从当前时点回溯 7 日内最高负 平均值 0.90 0.15 0.11
载率不超过 50% 。 表 4 典型线路重过载预警性能指标
二级关注: 对于处于一级关注状态的配电变 编号 类型 C EH E L
压器、 线路, 若其满足二级指标, 则处于二级安全 1 住宅类 0.85 0.27 0.15
2 商业类 0.98 0.20 0.02
状态, 否则处于二级关注状态。
3 混用类 0.92 0.39 0.08
考虑到预测误差, 这些指标体系将 50% 的负 平均值 0.92 0.29 0.08
载率作为阈值。处于 二级关注状态的配电变压
器、 线路在短期未来存在较高的重过载风险, 使用 3 结语
负载率预测模型预测其隔日 96 点负载率的变化 本文研究设计配电网元件重过载预测预警系

情况。 统, 实现基于 GRU 的 Se q 2Se q 负载率预测功能
2.3 状态预警 和基于两级过滤规则的重过载预警功能, 可以及
根据负载率的预测值判断配电变压器、 线路 时、 精准地捕捉配电变压器、 线路等配电网元件的
的运行状态。其中, 轻载、 临界、 重载、 过载的设定 重过载风险。试运行期间的测试数据表明, 负载
如下: ① 轻 载 状 态, 预 测 值 小 于 60% ; ② 临 界 状 率预测的 MAPE 均值为 6.79% , 重过载预警的
态, 预测值大于等于 60% 且小于 70% ; ③ 重载状 准确率均值超过 90% , 具有应用推广价值。
态, 预测值大于等于 70% 且小于 100% ; ④ 过载状 负载率预测和重过载预警是设备状态检测的

态, 预测值大于等于 100% 。 有机组成部分, 是配电网精益化管理的重要环节。
为评估预测误差, 引入准确判断率 C 、 过重误 未来, 可研究基于多模态的负载率预测和重过载
判率 E H 过轻误判率 E L 等指标。如式( 4 ) ~ 式 ( 下转第 202 页)
、