电力系统态势感知:CNN-LSTM驱动的预测模型提升

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本文主要探讨了在电力系统中利用深度学习技术——特别是卷积神经网络(CNN)和长期短期记忆(LSTM)递归神经网络——来提升态势感知(SA)的预测能力。态势感知在电力系统的稳定性和安全性方面扮演着关键角色,尤其是在可再生能源集成后,系统面临着复杂多变的不确定性。以往的研究主要集中在SA的感知和理解阶段,而对预测这一高级且具有挑战性的环节鲜有涉及。 文章创新性地提出了一种基于CNN-LSTM网络的SA模型,该模型结合了CNN的局部特征提取能力和LSTM的序列建模优势。CNN在处理空间特征时表现出色,能从相量测量单元(PMU)数据中捕捉到时间序列中的模式,而LSTM则能够捕获数据中的长期依赖关系,从而实现对时空数据的有效挖掘。这种模型设计包括两个核心功能分支:一是应急定位器,用于精确定位系统故障的发生位置;二是稳定性预测器,旨在预判电力系统的未来稳定性状态。 作者强调,即使在数据充分性较低的情况下,该CNN-LSTM模型也能展现出卓越的性能,如高精度的故障定位和稳定的稳定性预测。这表明,深度学习方法能够有效地应对电力系统动态环境下的复杂问题,提升态势感知的预测水平。研究成果发表在《工业信息化交易》(IEEE Transactions on Industrial Informatics)上,第17卷第10期,2021年10月,具有重要的理论和实际应用价值。 总结来说,本文的主要贡献在于将机器学习,尤其是深度学习技术与电力系统态势感知相结合,提出了一个创新的、在时空数据上高效协作的CNN-LSTM模型,对于电力系统的安全监控和决策支持具有重要意义。