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第
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卷 第
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期
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电 力 自 动 化 设 备
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基于随机矩阵理论的交直流输电通道线损
大数据关联特性分析
王
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奇
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庄远灿
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#
阎
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帅
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#
朱建全
$
#
蔡延雷
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#
刘明波
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中国南方电网 超高压输电公司检修试验中心
#
广东 广州
#&%LL!*
$9华南理工大学 电力学院#广东 广州 #&%LE%"
摘要#
基于随机矩阵理论对西电东送交直流输电通道线损率的关联特性进行分析&
首先#
利用线损大数据构
建出实验矩阵数据源与对比矩阵数据源
#
并通过滑动窗口分别对这
$
类数据源进行滑动取样
*
其次
#
将平均
谱半径作为关联特性的量化指标
#
计算出实验矩阵与对比矩阵的平均谱半径以量化线损率之间的关联特性
*
最后#
对南方电网$
八交八直%
输电通道的线损大数据进行分析#
结果表明所提方法能定量描述线损率与状态
量及不同通道的线损率之间的关联特性
&
关键词
#
输电通道
*
线损率
*
关联特性
*
随机矩阵理论
*
平均谱半径
中图分类号#J;B&& >
文献标识码#1 KPA#&%9&L%"& QR9-DD59&%%L
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收稿日期#$%&"
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基金项目#
国家自然科学基金资助项目!#&!%B%LE" *
中国南
方电网公司科技项目! H@c^d`;%%%%%%!$" *
中央高校基本
科研业务费专项资金资助项目!$%&B[;%%$$"
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N/,+V)H)5+,4(_5-Y),D-+-)D!$%&B[;%%$$"
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引言
线损率是电网运行
(
管理的一项重要经济指标
$
随着南方电网%八交八直& 超高压输电通道的建设#
西电东送的格局基本完成
$
大量电能的远距离输
送#
将产生较大的线损$
对线损与系统状态及不同
输电通道之间的线损的关联特性进行分析#
有利于
把握其变化规律
#
为线损管理提供依据
-&I!.
$
目前有关电力线损的研究主要集中在线损的计
算方面
$
文献
-E.
提出一种基于准实时数据的智能
配电网理论线损计算方法$ 文献-#. 基于改进 ^I
3)45D
聚类算法对台区进行分类
#
并采用
S.
神经网
络进行线损计算$ 文献-L. 分析了配电网损耗产生
机制
#
并提出基于实测数据的线损计算方法
$
文献
-B.
采用灰色模型与神经网络组合的方法对线损率
进行预测
$
为了进一步揭示线损的变化范围
#
文献
-".
提出了配电网的极限线损分析方法
#
但是该方
法过于依赖经验
#
所得结果的有效性有待商榷
$
从
已有的文献看
#
有关线损关联特性分析的研究还未
见报道$
南方电网超高压计量自动化系统的快速建设#
为各个输电通道的线损关联特性分析提供了数据条
件
$
该系统是一个电能数据集成应用平台
#
可接收
厂站
(
重要大客户和部分低压客户的电能量
(
负荷数
据#实现分区(分线( 分压电能量分析和线损计算$
按计划#$%$%
年该系统将实现 L%
座 #%% X8
及以上
变电站
!
换流站
"
约
$ #%%
个计量点的电能量数据采
集$
如何对数据中蕴含的重要信息进行提取与处
理#是线损关联特性分析的关键问题$
目前#电力系统已经进行了一些关联特性的研
究#
为线损的关联特性分析提供了借鉴$
文献-M.
通过建立风速与风电场储能容量之间的相关性模型
以分析两者之间的关联特性
$
文献
-&%.
对输变电
线路运行参数之间的关联规则进行挖掘#
并将其应
用于线路状态预测$ 文献- &&. 提出了基于数据特
征选择的关联规则挖掘方法#并用于诊断中压配电
网分支线断线不接地故障$
文献- &$.
采用关联规
则挖掘技术挖掘出运行可靠性主要指标与各影响因
素间的强关联关系
#并用于分析配电网运行可靠性$
文献
-&!.
提出了一种改进的灰色关联分析方法对
电力负荷的影响因素进行量化分析$
上述方法各有
特点
#
但在线损关联特性分析上还存在
$
个方面的
问题*
一是依赖于精确的数学模型'
二是能处理的样
本数量比较有限#
难以进行大数据情况下的关联特
性分析$
随机矩阵理论是一种新型的大数据分析方法#
它从数据驱动的角度对问题进行分析#不依赖具体
的物理模型
-&EI&#.
$
该理论通过对复杂系统的能谱和
本征态进行统计#揭示实际数据中整体关联的行为
特征#从而实现对复杂系统的网络结构和性质的分
析
$ 随机矩阵理论已在量子物理(金融工程(医疗等
多个领域的大数据分析中发挥了重要作用$
近几年
该理论也在电力系统领域得到了越来越多的关注#
并
在电力系统稳定分析等方面得到了成功的应用
-&LI&B.
$
基于上述的分析#
本文利用随机矩阵理论对大
数据条件下的交直流输电通道的线损关联特性进行
分析#并在南方电网% 八交八直& 输电通道进行实际