齊四清，任春雷，張 悅，李鵬飛

(國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司信息通信分公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，電力系統(tǒng)的規(guī)模變得越來越大，結(jié)構(gòu)也變得越來越復(fù)雜，監(jiān)管地市、省級(jí)電網(wǎng)甚至全國互聯(lián)大電網(wǎng)系統(tǒng)，已經(jīng)成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)[1-2]。電力行業(yè)關(guān)系到整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也與國民生活密切相關(guān)。隨著電網(wǎng)建設(shè)密集度加大，電網(wǎng)運(yùn)行以及管控方式也逐漸變得更加復(fù)雜。然而，電網(wǎng)的安全以及穩(wěn)定性影響因素也逐漸增加，這就需要提高技術(shù)措施來保證電力系統(tǒng)能夠安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定地運(yùn)行。

在現(xiàn)代電網(wǎng)中，各區(qū)域相互聯(lián)系、緊密相關(guān)，尤其當(dāng)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、自備發(fā)電站等一系列分布式微電網(wǎng)系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)之后，一個(gè)局部的小擾動(dòng)或者異常運(yùn)行都可能引發(fā)整個(gè)電力系統(tǒng)發(fā)生連鎖反應(yīng)，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致大面積停電、電力系統(tǒng)崩潰解列等惡性事故的發(fā)生。近年來，國際國內(nèi)就頻繁發(fā)生了多起電網(wǎng)大規(guī)模連鎖故障，對(duì)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生活都造成了嚴(yán)重的破壞[3]。

例如，在2003 年8 月14 日起因于俄亥俄州一條345 kV 線路跳閘發(fā)生的北美五大湖停電事故，紐約州80%供電中斷[4]；2005 年8 月18 日起因于一條線路故障所導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)主變以及過載設(shè)備跳閘，造成印尼雅加達(dá)城市出現(xiàn)“黑城”現(xiàn)場(chǎng)[5]；在2005年9 月26 日，海南受到“達(dá)維”臺(tái)風(fēng)的影響，海南電網(wǎng)受到嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致了海南部分市區(qū)出現(xiàn)大面積停電[6]；除此之外，還有2018 年巴西的“3.21”大范圍停電，2019 年“3.7”委內(nèi)瑞拉大規(guī)模停電，2019年“7.13”美國紐約曼哈頓大面積停電等事故。

截至目前，大停電事故仍然是電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，而過往研究表明，在大面積停電的初始階段往往是少量元件的相繼故障，但在事故擴(kuò)大階段則與系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)有著密切的聯(lián)系[7]。在故障發(fā)生后，電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵輸電線路起到了推波助瀾的作用，加快了電力系統(tǒng)的崩潰速度。因此，尋找關(guān)鍵輸電線路并研究其運(yùn)行規(guī)律，對(duì)預(yù)防連鎖故障蔓延、大規(guī)模電網(wǎng)調(diào)度控制以及提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面有著重大意義。

目前國內(nèi)外關(guān)于關(guān)鍵輸電線路辨識(shí)主要包含兩個(gè)方向，一是基于潮流計(jì)算及穩(wěn)定分析的研究，結(jié)合復(fù)雜系統(tǒng)自組織臨界性和模式搜索策略，如OPA 模型[8]、CASCADE 模型[9]；二是基于復(fù)雜電網(wǎng)拓?fù)淅碚摰难芯?，從電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及參數(shù)角度分析故障連鎖的根本原因，如小世界網(wǎng)絡(luò)模型[10]。早先時(shí)候利用加權(quán)介數(shù)指標(biāo)和介數(shù)值[11]來辨識(shí)關(guān)鍵輸電線路，但前提是假設(shè)功率是在最短傳輸路徑上流動(dòng)，不符合電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，無法體現(xiàn)電網(wǎng)中功率流動(dòng)特點(diǎn)。后來為了彌補(bǔ)以往介數(shù)指標(biāo)潮流只是沿最短電氣距離傳播的不足，定義最大流傳輸貢獻(xiàn)度[12]為電力系統(tǒng)關(guān)鍵輸電線路和節(jié)點(diǎn)辨識(shí)依據(jù)，解決了目前研究的有功流傳輸距離上面的研究缺陷，考慮了線路最大有功傳輸容量的約束，提出了有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，但未考慮關(guān)鍵輸電線路受到擾動(dòng)之后對(duì)其余線路潮流分布影響的不足。為了更加符合電力系統(tǒng)運(yùn)行的特性，提出了基于綜合介數(shù)指標(biāo)與電網(wǎng)傳輸效率[13]的關(guān)鍵線路識(shí)別方法，綜合考慮了線路功率傳輸裕度以及故障之后潮流轉(zhuǎn)移等電網(wǎng)的實(shí)際物理特性，科學(xué)量化了關(guān)鍵輸電線路在電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行之中的作用。但目前關(guān)于關(guān)鍵輸電線路辨識(shí)方法的研究都沒有考慮關(guān)鍵輸電線路的運(yùn)行規(guī)律。

隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜以及建設(shè)規(guī)模越來越大，電網(wǎng)分析的難度也變得越來越大。為了將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，眾多的專家學(xué)者進(jìn)行研究，如文獻(xiàn)[14]研究了一類重要的不可微非線性電阻網(wǎng)絡(luò)的直流分析問題，包括分段線性和連續(xù)可微兩種情況。引入一個(gè)局部函數(shù)來推廣單調(diào)性的概念，并給出了它的一些有用性質(zhì)，利用局部函數(shù)研究了這類電阻網(wǎng)絡(luò)中直流工作點(diǎn)的存在唯一性。文獻(xiàn)[15]給出了非線性電阻互易或非互易電路中電壓或電流源到電阻電壓或電流的傳輸特性的單調(diào)性判據(jù)。文獻(xiàn)[16]基于解耦的有功相位角潮流方程，計(jì)算給定相位角安全限值下的發(fā)電裕度，結(jié)合等效電路和單調(diào)關(guān)系直接識(shí)別給定負(fù)載或發(fā)電機(jī)功率變化的臨界傳輸線，但這些文獻(xiàn)對(duì)線路單調(diào)性的研究還是不足。文獻(xiàn)[17]結(jié)合電網(wǎng)載流不均性和網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)單調(diào)性，提出一定運(yùn)行模式下，關(guān)鍵輸電線路具有主宰特性，利用關(guān)鍵元件的單調(diào)性來簡(jiǎn)化電力網(wǎng)絡(luò)的分析問題，卻沒有研究不同運(yùn)行模式下的關(guān)鍵輸電線路的單調(diào)性。

1 關(guān)鍵輸電線路辨識(shí)

1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行模式模型

運(yùn)行模式是研究電力系統(tǒng)規(guī)律的關(guān)鍵之一，它是具有標(biāo)樣特征指標(biāo)向量的運(yùn)行電力系統(tǒng)的類別形式[18]，由某時(shí)刻發(fā)電、負(fù)荷以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總體構(gòu)成，具有綜合性，反映了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、局部和整體的不同層次的關(guān)系。建立運(yùn)行模式的目的是提取出典型的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，從而分析關(guān)鍵輸電線路具有的單調(diào)性規(guī)律。定義P為運(yùn)行模式向量，即發(fā)電、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功注入功率，因運(yùn)行模式與發(fā)電、負(fù)荷以及結(jié)構(gòu)相關(guān)，因此可用式(1)表示:

式中:PG表示發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)注入有功功率向量；PD表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入有功功率的向量。

設(shè)電力系統(tǒng)中發(fā)電節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的比例系數(shù)為ω，一定運(yùn)行模式下發(fā)電機(jī)、負(fù)荷之間傳輸?shù)挠泄β蚀笮镻′，則式(1)可以表示為:

實(shí)際上，電網(wǎng)中的每一個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)都具有規(guī)律性，即通過每天的負(fù)荷曲線就可以簡(jiǎn)單觀測(cè)到負(fù)荷的基本規(guī)律。當(dāng)然通過負(fù)荷模型，比如AR 預(yù)測(cè)法，可以表示負(fù)荷的時(shí)序規(guī)律性。

假設(shè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)保持不變，在每隔Δt＝5 min 較短的時(shí)間內(nèi)，每個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)僅僅發(fā)生小擾動(dòng)，那么在t+Δt時(shí)刻負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率可以表示為:

由式(5)同樣可以看出，在較短的時(shí)間范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)j在t+Δt時(shí)刻的有功變化量可以近似線性化表示為:

那么，根據(jù)式(3)～式(6)，在t+Δt時(shí)刻，電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式可以表示為式(1)和式(2)的形式:

由式(7)可見，當(dāng)在t時(shí)刻，基態(tài)(即發(fā)電與負(fù)荷之間輸送有功功率為Pt，或者式(2)中的P′)下，辨識(shí)出關(guān)鍵輸電線路后，那么，在t+Δt時(shí)刻負(fù)荷僅僅發(fā)生小擾動(dòng)情況下，只要辨識(shí)式(7)中的系數(shù)就可以進(jìn)一步確定關(guān)鍵輸電線路，以及其安全性。

1.2 電力系統(tǒng)關(guān)鍵輸電線路辨識(shí)

電力系統(tǒng)關(guān)鍵輸電線路就是對(duì)于電網(wǎng)輸電其至關(guān)重要的輸電通路，該輸電通路承擔(dān)比例較高的有功輸電。按此認(rèn)識(shí)，可以給出關(guān)鍵輸電線路的辨識(shí)模型:

式中:Pm表示發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m的有功出力；Pn表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)n的有功負(fù)荷；{min(Pm，Pn)}表示求取二者的最小值；Pij(m，n)中的ij表示輸電線路首節(jié)點(diǎn)為i，末節(jié)點(diǎn)為j，該式子含義是發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m輸送有功功率經(jīng)過線路ij，且輸送了Pij(m，n)有功功率至負(fù)荷節(jié)點(diǎn)n；P(m，n)表示發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)n輸送的總有功功率。

由式(10)可以看出，發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)n輸送有功功率過程中，要經(jīng)過多條輸電線路。同理，設(shè)G個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，D個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，那么G個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)向D個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)輸送有功功率過程中，若按照潮流追蹤原理，可以發(fā)現(xiàn)要經(jīng)過輸電線路ij多次，由此定義輸電線路ij的關(guān)鍵性辨識(shí)指標(biāo)為:

通過式(11)可以看出，輸電線路ij被利用的次數(shù)越多、功率越大，顯示了其關(guān)鍵性，這也是實(shí)際電網(wǎng)中考量輸電線路關(guān)鍵性的核心要素。

要計(jì)算式(11)，核心是計(jì)算式(10)，即計(jì)算式(10)中的Pij(m，n)和P(m，n)，按照傳統(tǒng)潮流追蹤算法可得P(m，n)計(jì)算模型為:

式中:PDn表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)n的有功負(fù)荷；Pn表示節(jié)點(diǎn)n的有功注入功率；PGm表示發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m有功出力；Aunm表示潮流追蹤中的逆序矩陣中的nm元素，可以表示為:

Pij(m，n)的計(jì)算模型為:

式中:Adin表示潮流追蹤過程中的順序分配矩陣，其元素計(jì)算方式為:

將式(12)和式(14)代入式(11)可得:

2 關(guān)鍵輸電線路單調(diào)性規(guī)律

2.1 單調(diào)性

按照第1.2 節(jié)的方式可以辨識(shí)出任意時(shí)刻，例如t時(shí)刻電力系統(tǒng)的關(guān)鍵輸電線路ij。然而，負(fù)荷在t+Δt時(shí)刻將發(fā)生小擾動(dòng)變化，則發(fā)電機(jī)有功出力也將隨之變化，從而關(guān)鍵輸電線路ij上的潮流也將變化，若在t+Δt時(shí)刻，輸電線路ij仍然是關(guān)鍵輸電線路，則說明關(guān)鍵輸電線路ij在[t，t+Δt]時(shí)間段內(nèi)，具有單調(diào)性。

當(dāng)然，該單調(diào)性的核心是與式(7)中的負(fù)荷基值及其變化量相關(guān)，即:

通過數(shù)學(xué)知識(shí)可知，單調(diào)性必定是指某一區(qū)間，由此設(shè)關(guān)鍵輸電線路ij的單調(diào)性表示為MPij，則其定義域?yàn)?

隨著時(shí)間的推移，按照式(7)的方式可以進(jìn)一步獲得定義域的表達(dá)式。

當(dāng)然，若在某時(shí)刻t+kΔt(k為某一正整數(shù))，按照式(7)獲得關(guān)鍵定義域后，但是經(jīng)過第1.2 節(jié)部分辨識(shí)，發(fā)現(xiàn)輸電線路ij不是關(guān)鍵輸電線路，此時(shí)的關(guān)鍵輸電線路是cl，則記錄此時(shí)的關(guān)鍵輸電線路定義域:

2.2 單調(diào)性大數(shù)據(jù)樣本

電力系統(tǒng)中包含若干個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，每個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)都有其對(duì)應(yīng)的日負(fù)荷曲線，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)k的某月第1 周7 天的日負(fù)荷曲線如圖1 所示。

圖1 某周7 天的日負(fù)荷曲線

由圖1 可見，某周內(nèi)的7 天負(fù)荷曲線波形具有相似性，即走向、趨勢(shì)都一致，即在一天的24 h 內(nèi)，對(duì)應(yīng)同一個(gè)橫坐標(biāo)，7 天負(fù)荷的縱坐標(biāo)幅值稍微有所變化。

由此可知，在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)全時(shí)空量測(cè)環(huán)境下，通過每天記錄電力系統(tǒng)中每個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)日負(fù)荷曲線，按照1.2 節(jié)方法辨識(shí)關(guān)鍵輸電線路，記錄關(guān)鍵輸電線路及其定義域，就可以以年為單位積累若干年的關(guān)鍵輸電線路及其單調(diào)性規(guī)律。

但是負(fù)荷的變化有其特點(diǎn)，如圖1 中在0:00—5:00 時(shí)間范圍內(nèi)，負(fù)荷變化較小，此時(shí)屬于一種運(yùn)行模式；在6:00—11:00，此時(shí)負(fù)荷變化較大，應(yīng)該屬于另一種運(yùn)行模式，以此類推。

經(jīng)過全時(shí)空量測(cè)，以及按照1.2 節(jié)關(guān)鍵輸電線路辨識(shí)方法，設(shè)以天為單位，記錄配電網(wǎng)Td個(gè)運(yùn)行模式向量:

式中:每個(gè)元素表示一種運(yùn)行模式，該運(yùn)行模式按照式(18)或者式(19)形式具有對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵輸電線路定義域。也就是說，式(20)中任何一種運(yùn)行模式，對(duì)應(yīng)一種關(guān)鍵輸電線路及其定義域。

經(jīng)過若干年的積累，可以形成式(20)的大數(shù)據(jù)樣本，表示為:

3 關(guān)鍵輸電線路單調(diào)性規(guī)律預(yù)測(cè)

3.1 雙向長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)

獲取單調(diào)性大數(shù)據(jù)樣本進(jìn)而預(yù)測(cè)的目的就是為了針對(duì)未來負(fù)荷的異常變化而導(dǎo)致的運(yùn)行模式變化，進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)鍵輸電線路變化。

深度學(xué)習(xí)是目前機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個(gè)高級(jí)別研究方向，它通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)樣本的內(nèi)在規(guī)律和特征，進(jìn)而能夠預(yù)測(cè)得未來規(guī)律。雙向長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)(Bi-directional Long Short-Term Memory，BLSTM)是在LSTM 基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它能夠根據(jù)輸入時(shí)序樣本數(shù)據(jù)，采用雙向準(zhǔn)則判斷，挖掘多種輸入序列之間的潛在關(guān)系，進(jìn)而獲得所需的預(yù)測(cè)規(guī)律。

傳統(tǒng)的LSTM 結(jié)構(gòu)如圖2 所示，其由包含輸入門xt、遺忘門ft、輸出門Ct等構(gòu)成。

圖2 LSTM 結(jié)構(gòu)圖

其工作原理為:

首先遺忘門的輸出為當(dāng)前輸入xt、前一時(shí)刻隱含信息ht-1作為輸入，經(jīng)過作用函數(shù)σ的計(jì)算后得到:

式中:wfx、wfh為需要訓(xùn)練的權(quán)值；bf為擾動(dòng)量。

由圖2 可見，it對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工篩選，從而減少計(jì)算維度:

式中:wix、wih也為需要訓(xùn)練的權(quán)值；bi為隨機(jī)量。

經(jīng)過式(21)和式(22)的計(jì)算，可以得到更新的信息:

式中:wcx和wch為需要訓(xùn)練的權(quán)值；bc為隨機(jī)量。

經(jīng)過更新以及LSTM 原有的積累，可以得到t時(shí)刻LSTM 計(jì)算值:

根據(jù)圖2，進(jìn)而可以得到當(dāng)前輸出值:

式中:wy為需要訓(xùn)練的權(quán)值；by為隨機(jī)量。

由上述可見，LSTM 能夠解決歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)功能，但是沒有充分利用未來的信息，比如未來負(fù)荷預(yù)測(cè)，因此采用BLSTM 能夠解決該問題。

BLSTM 是在LSTM 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，添加了前、后兩個(gè)時(shí)間序列相反的隱含層；然后將其連接到一個(gè)輸出，前向的隱含層為式(25)，后向的隱含層為:

3.2 基于BLSTM 的單調(diào)性規(guī)律預(yù)測(cè)

根據(jù)BLSTM 能夠?qū)⑽磥碡?fù)荷預(yù)測(cè)的信息一起進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而有助于預(yù)測(cè)未來關(guān)鍵輸電的單調(diào)性規(guī)律。由此，設(shè)負(fù)荷未來預(yù)測(cè)列向量為，那么BLSTM 的輸入向量為:

式中:MP表示式(20)中的運(yùn)行模式向量；表示運(yùn)行模式向量相關(guān)的定義域向量；表示與MP運(yùn)行模式相對(duì)應(yīng)的歷史負(fù)荷值向量。

將式(28)作為輸入，進(jìn)行式(21)～式(27)計(jì)算，可預(yù)測(cè)得到未來關(guān)鍵輸電線路單調(diào)性規(guī)律。

4 算例分析

為了驗(yàn)證上述算法的有效性，以如圖3 所示的IEEE5 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行算法驗(yàn)證，該系統(tǒng)包含5 個(gè)節(jié)點(diǎn)，3 條輸電線路。

圖3 5 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真圖

算法的驗(yàn)證過程中，在Windows7 系統(tǒng)中使用MATLAB 軟件進(jìn)行程序編寫和分析。

圖3 所示為IEEE5 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，節(jié)點(diǎn)1 為PV 節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)2 為平衡節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)3～5 為PQ 節(jié)點(diǎn)。具體參數(shù)見表1。

表1 IEEE5 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)參數(shù)(標(biāo)幺值)

在初始狀態(tài)時(shí)，發(fā)電機(jī)向負(fù)荷輸送的有功功率為:

保持初始狀態(tài)不變，即運(yùn)行模式不變，改變發(fā)電機(jī)向負(fù)荷傳輸?shù)挠泄β师?，關(guān)鍵輸電線路，如表2所示。

表2 輸電線路有功潮流(標(biāo)幺值)

由表中可知，在運(yùn)行模式不變的情況下，隨著發(fā)電向負(fù)荷傳輸有功功率，輸電線路L3-4 始終是關(guān)鍵輸電線路，直至達(dá)到輸送的最大有功功率為10.38，由此可見，在[10，10.38]區(qū)間里輸電線路L3-4始終是關(guān)鍵輸電線路，即其具有單調(diào)性。

進(jìn)一步采用內(nèi)蒙古電網(wǎng)某季度的典型日負(fù)荷曲線探討在不同運(yùn)行模式下，預(yù)測(cè)關(guān)鍵輸電線路具有單調(diào)性。

按照負(fù)荷曲線變化趨勢(shì)，把一天24 h 的運(yùn)行模式以5 min 為間隔進(jìn)行劃分，即可得到288 個(gè)點(diǎn)負(fù)荷，一般來說，電力系統(tǒng)5 min 內(nèi)的運(yùn)行模式保持不變，故而可給定電力系統(tǒng)288 個(gè)不同的運(yùn)行模式，3個(gè)負(fù)荷共288 種組合方式，某實(shí)際電網(wǎng)某季度日負(fù)荷曲線如圖4 所示。

圖4 典型日負(fù)荷曲線

接著利用PowerWorld 進(jìn)行分時(shí)段潮流仿真，插入288 個(gè)時(shí)間點(diǎn)，每個(gè)時(shí)間段間隔5 min，將每個(gè)時(shí)間點(diǎn)負(fù)荷數(shù)據(jù)輸入時(shí)段有功負(fù)荷進(jìn)行仿真，查看實(shí)例信息中的電力系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)。

以某實(shí)際電網(wǎng)某季度共90 d 負(fù)荷數(shù)據(jù)利用MATLAB 按照第1.2 節(jié)進(jìn)行關(guān)鍵輸電線路辨識(shí)，獲得大數(shù)據(jù)樣本。以某季度前89 d 的大數(shù)據(jù)樣本，按照式(21)～式(28)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，使用最后一天數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)的規(guī)律進(jìn)行算法驗(yàn)證。

隨著不同時(shí)間段各個(gè)負(fù)荷的變化，各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)有功出力也隨之變化，即運(yùn)行模式不斷發(fā)生變化，從而導(dǎo)致關(guān)鍵輸電線路在電網(wǎng)中也跟著發(fā)生變化，且在研究的時(shí)段中，可以發(fā)現(xiàn)線路L3-4、L3-5在一定程度上制約了其他線路的潮流，這2 條線路隨著運(yùn)行模式的變化，關(guān)鍵性輪流變化。

通過預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn):在0:00—6:00 時(shí)間區(qū)間內(nèi)，輸電線路L3-5 始終是關(guān)鍵輸電線路；而在6:00—23:55時(shí)間內(nèi)，關(guān)鍵輸電線路變成了L3-4，這說明輸電線路L3-4 和L3-5 是從發(fā)電到負(fù)荷的重要輸電走廊，這與實(shí)際情況一致。

5 結(jié)論

本文從考慮配電網(wǎng)輸電安全的角度出發(fā)，建立了配電網(wǎng)關(guān)鍵輸電線路單調(diào)性規(guī)律提取方法。通過在全時(shí)空配電網(wǎng)潮流量測(cè)的基礎(chǔ)上，建立了關(guān)鍵輸電線路的辨識(shí)模型，并以此為大數(shù)據(jù)樣本，結(jié)合負(fù)荷的超前預(yù)測(cè)，使用BLSTM 學(xué)習(xí)該樣本，進(jìn)而獲得未來關(guān)鍵輸電線路及其單調(diào)性。通過實(shí)例驗(yàn)證，結(jié)論如下:

(1)一種運(yùn)行模式會(huì)對(duì)應(yīng)著一條關(guān)鍵輸電線路，由于每條線路傳輸?shù)挠泄β氏拗挡蛔?，?dǎo)致關(guān)鍵線路會(huì)發(fā)生變化，而關(guān)鍵輸電線路又與負(fù)荷變化相關(guān)，故而探尋關(guān)鍵輸電線路規(guī)律的關(guān)鍵主要就是負(fù)荷和發(fā)電的變化情況。

(2)關(guān)鍵輸電線路隨著負(fù)荷發(fā)生單調(diào)變化，在運(yùn)行模式發(fā)生改變時(shí)，關(guān)鍵輸電線路在一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持不變，因負(fù)荷變化導(dǎo)致的潮流轉(zhuǎn)移會(huì)使得關(guān)鍵輸電線路發(fā)生改變，故而關(guān)鍵輸電線路具有局部單調(diào)性。