本发明提供了一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法及系统，属于电网数据处理。
背景技术：
1、电网的安全、稳定、经济运行依赖于对电网实时状态的准确监测和估计。通过潮流计算可以获得电网在某一运行状态下的各节点电压和各支路潮流分布。传统的潮流计算方法在简单的电网运行模式下已经能够获得较为准确的计算结果，这得益于合理的计量点布置和标准的电网运行方式，使得计算模型能够准确地反映电网的实际运行状态。
2、然而，随着电网的不断发展，电网运行模式日趋复杂。大规模新能源的接入、电力市场化的推进、灵活直流输电的发展等因素，使得电网的运行方式变得更加多样化和动态化。在这种复杂运行模式下，传统的计量点布置和计算模型往往难以适应复杂电网运行的潮流计算，导致计算结果与实际电网运行状态存在较大偏差，进而影响电网的安全经济运行。
3、具体而言，在复杂运行模式下，由于计量点的布置不够准确，电网的实时测量数据不足以支撑标准潮流计算模型的精确求解，影响计算结果的可靠性。为了解决上述问题，亟需在电网的复杂运行模式下优化计量点的布置，改进计算模型的准确性，从而获得与实际运行状态相符的潮流分布结果。
技术实现思路
1、本发明为了解决传统的计量点布置和计算模型不能准确反映复杂电网运行状态，使得仿真结果与实际运行状况存在较大差异的问题，提出了一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法及系统。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，包括以下步骤：
3、s100：确定目标电网，获取目标电网的复杂运行模式，基于目标电网的复杂运行模式确定电网运行模型；
4、s200：根据电网运行模型构建初始潮流计算模型，初始潮流计算模型包括多个计量点，每个计量点处均设置有测量装置，基于多个计量点及其测量装置构建初始计量拓扑网络；
5、s300：获取目标电网的历史实际运行数据，并通过多个计量点对历史实际运行数据进行筛选，得到多个计量点已知量，包括：
6、s301：设置预设参数维度，基于预设参数维度在历史数据库中进行数据采集，获取原始实际运行数据，所述预设参数维度基于电网运行模型的需求和特性来确定；
7、s302：对原始实际运行数据进行预处理，将预处理后的原始实际运行数据按照时间序列进行排列重组，形成历史实际运行数据，并生成历史实际运行数据库；
8、s303：从历史实际运行数据中提取与多个计量点对应的测量数据，并进行数据合格性检验，获取合格计量点数据；
9、s304：根据多个计量点的测量装置的测量类型，将合格计量点数据转化为测量物理量，基于测量物理量获取多个计量点已知量；
10、s400：基于多个计量点已知量和初始潮流计算模型进行目标电网的潮流计算，比较初始潮流计算结果与历史实际运行数据，获取误差分析结果；
11、s500：基于误差分析结果调整初始潮流计算模型，得到第一潮流计算模型，并基于第一潮流计算模型设置第一计量拓扑网络；
12、s600：根据第一潮流计算模型和第一计量拓扑网络重新进行潮流计算，迭代优化，完成对初始潮流计算模型和初始计量拓扑网络的优化；
13、s700：当经过多次迭代优化后的潮流计算模型满足预设要求时，则获取优化潮流计算模型，并基于优化潮流计算模型得到优化计量拓扑网络。
14、步骤s100中的目标电网为需要进行拓扑仿真的电网区域，包括电网的地理位置、电压等级、包含的发电站、变电站、输电线路以及负荷中心；利用数据挖掘和机器学习技术，对收集到的数据进行分析，识别出电网的复杂运行模式；电网的复杂运行模式包括高峰负荷模式、低谷负荷模式、故障模式、检修模式；确定了目标电网后在建模软件中构建电网运行模型。
15、步骤s200中的计量点包括节点和支路，每个计量点处均设有测量装置，所述测量装置包括电能表、电压互感器、电流互感器的其中一种或多种，根据计量点的需求，选择对应的测量装置；将电网运行模型中的节点和支路与实际的计量点和测量装置进行映射，确保每个计量点都有对应的测量装置进行电气量测量，根据映射结果，建立初始计量拓扑网络。
16、步骤s200中根据电网运行模型构建初始潮流计算模型的步骤如下：
17、s201：根据电网运行模型确定潮流计算的基本参数，该基本参数包括电网拓扑结构、线路参数、节点类型；
18、s202：基于潮流计算的基本参数构建节点方程和支路方程，并将节点方程和支路方程组合形成初始潮流计算模型。
19、步骤s301中的预设参数维度包括电压等级、设备类型、地理位置、时间范围，获取原始实际运行数据是根据预设参数维度，构建相应的查询条件，使用查询条件在历史数据库中进行数据提取，获取满足条件的原始实际运行数据。
20、步骤s400具体包括：
21、s401：将多个计量点已知量输入初始潮流计算模型；
22、s402：初始潮流计算模型根据节点方程和支路方程，从多个计量点已知量中检索初所需的数据，并输入节点方程和支路方程中，获取初始潮流计算结果；
23、s403：从历史实际运行数据中选取若干个时间点，在每个时间点采集预设参数维度的潮流分布数据，形成实际潮流分布数据；
24、s404：将实际潮流分布数据与初始潮流计算结果进行逐项对比，计算各物理量的误差；
25、s405：对各物理量的误差进行统计分析，计算误差统计量，包括平均误差、均方根误差以及最大误差；
26、s406：根据误差统计量的大小和分布特征，评估初始潮流计算模型的准确性，得到误差分析结果，如果平均误差、均方根误差和最大误差都在可接受的范围内，且误差分布没有明显的异常或偏态，那么可以认为该初始潮流计算模型具有较好的准确性；反之，如果误差较大或分布异常，则需要对初始潮流计算模型进行进一步的调整或优化。
27、步骤s403中在每个选定的时间点，采集各节点的电压幅值和相角测量值、各支路的有功功率和无功功率测量值、各负荷节点的有功功率和无功功率测量值、各发电机节点的有功出力和无功出力测量值作为预设参数维度的潮流分布数据。
28、步骤s500中基于误差分析结果调整初始潮流计算模型，调整的方式包括修改模型的参数、改进计算算法、增加约束条件，经过调整后的模型即为第一潮流计算模型；在设置第一计量拓扑网络时，需要考虑计量点的位置、数量以及各计量点之间的连接关系。
29、步骤s700还包括：
30、s701：分析优化计量拓扑网络中各计量点的测量精度，确定测量精度低于预设阈值的计量点，得到异常计量点；
31、s702：对异常计量点的测量装置进行更新，基于测量装置更新结果更新优化计量拓扑网络。
32、一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真系统，用于执行一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，所述系统包括：
33、电网运行模型确定模块：用于确定目标电网，获取目标电网的复杂运行模式，基于复杂运行模式确定电网运行模型；
34、初始计量拓扑网络构建模块：用于根据电网运行模型构建初始潮流计算模型，初始潮流计算模型包括多个计量点，每个计量点处都设有测量装置，基于多个计量点与测量装置得到初始计量拓扑网络；
35、计量点已知量获取模块：用于采集目标电网的历史实际运行数据，并通过多个计量点对历史实际运行数据进行筛选，获取多个计量点已知量；
36、数据优化模块：用于对多个计量点已知量和初始潮流计算模型进行潮流计算，比较初始潮流计算结果与历史实际运行数据，获取误差分析结果；
37、拓扑网络设置模块：用于根据误差分析结果调整初始潮流计算模型，获取第一潮流计算模型，并基于第一潮流计算模型设置第一计量拓扑网络；
38、拓扑网络优化模块：用于根据第一潮流计算模型和第一计量拓扑网络重新进行潮流计算，迭代优化，完成对初始潮流计算模型和初始计量拓扑网络的优化；
39、优化结果显示模块：用于当经过多次迭代优化后的潮流计算模型满足预设要求时，获取优化潮流计算模型，并基于优化潮流计算模型得到可视化的优化计量拓扑网络。
40、本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明通过获取目标电网的复杂运行模式，基于复杂运行模式确定电网运行模型；根据电网运行模型构建初始潮流计算模型，包括多个计量点，每个计量点处都设有测量装置，为后续的复杂情况下的电网仿真提供了支持，确保了仿真数据的准确性。基于多个计量点与测量装置获取初始计量拓扑网络；对于评估目标电网的运行状态、发现潜在问题以及制定优化策略都非常重要。采集目标电网的历史实际运行数据，并通过多个计量点对历史实际运行数据进行筛选，获取多个计量点已知量，提高了计量拓扑仿真精度，对于后续的电网状态分析、故障诊断和预测更加的可信。进一步，通过多个计量点已知量和初始潮流计算模型进行潮流计算，并根据初始潮流计算结果对初始潮流计算模型和初始计量拓扑网络进行优化；从而保证了初始潮流计算模型的准确性和可靠性。当满足预设要求时，获取优化潮流计算模型，得到优化计量拓扑网络，从而提高了整个电网运行数据的准确性和可靠性。
1.一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s100中的目标电网为需要进行拓扑仿真的电网区域，包括电网的地理位置、电压等级、包含的发电站、变电站、输电线路以及负荷中心；利用数据挖掘和机器学习技术，对收集到的数据进行分析，识别出电网的复杂运行模式；电网的复杂运行模式包括高峰负荷模式、低谷负荷模式、故障模式、检修模式；确定了目标电网后在建模软件中构建电网运行模型。
3.根据权利要求1所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s200中的计量点包括节点和支路，每个计量点处均设有测量装置，所述测量装置包括电能表、电压互感器、电流互感器的其中一种或多种，根据计量点的需求，选择对应的测量装置；将电网运行模型中的节点和支路与实际的计量点和测量装置进行映射，确保每个计量点都有对应的测量装置进行电气量测量，根据映射结果，建立初始计量拓扑网络。
4.根据权利要求3所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s200中根据电网运行模型构建初始潮流计算模型的步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s301中的预设参数维度包括电压等级、设备类型、地理位置、时间范围，获取原始实际运行数据是根据预设参数维度，构建相应的查询条件，使用查询条件在历史数据库中进行数据提取，获取满足条件的原始实际运行数据。
6.根据权利要求4所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s400具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s403中在每个选定的时间点，采集各节点的电压幅值和相角测量值、各支路的有功功率和无功功率测量值、各负荷节点的有功功率和无功功率测量值、各发电机节点的有功出力和无功出力测量值作为预设参数维度的潮流分布数据。
8.根据权利要求1所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s500中基于误差分析结果调整初始潮流计算模型，调整的方式包括修改模型的参数、改进计算算法、增加约束条件，经过调整后的模型即为第一潮流计算模型；在设置第一计量拓扑网络时，需要考虑计量点的位置、数量以及各计量点之间的连接关系。
9.根据权利要求1所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：步骤s700还包括：
10.一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真系统，用于执行权利要求1-9中任一项所述的一种电网复杂运行模式下的计量拓扑仿真方法，其特征在于：所述系统包括：
