图1 基于图论的电网模型

2）基于图论电网模型设计了电网专家策略(GES)，可实现电网运行优化和电力平衡控制。

首先，设计了电网过载优化方法，对过载线路上下游机组的有功出力进行实时调整；其次，为降低由于故障、负荷突增、新能源大规模出力所导致的电网重载/过载风险，利用图论电网模型，获得发电机所在节点的支路数信息，按照各机组所在节点的支路数进行机组同比例出力调整，降低线路局部重载/过载程度；最后，为应对新能源出力陡升/陡降和负荷突增，设计了GES的电力平衡控制策略，包括系统有功不平衡量确定和机组调节能力优化。

3）将模仿学习与GES融合，实现基于模型-数据驱动的GESIL实时调度方法。

首先，设计了包含影响调度决策相关信息的状态空间；其次，设计了满足电网运行约束的智能体动作空间；然后，由于GES中的系统平衡能力优化阶段属于分类问题，常规的损失函数难以学习，设计了计及惩罚因子的损失函数；最后，设计了包含特征工程、输入层、隐藏层和输出层的网络结构。

模仿学习模型见图2。

图2 模仿学习模型

02

创新点

1）提出基于图论的电网模型构建方法，可快速、实时地分析电网各节点、机组和支路之间的关联信息，用于电网运行优化。

2）提出了考虑电网运行优化和电力平衡控制的电网专家策略。该策略可根据机组–支路关联信息和新能源满发判据，对全网机组有功出力进行调整，实现电网过载优化和实时负载率优化。同时，该策略可实时调整灵活机组的组合方式，可实时进行系统功率平衡，亦可提高平衡机安全裕度。

3）通过融合了惩罚因子的损失函数和“离线+在线”的训练方式，将模仿学习与电网专家策略融合，提高了调度方法的计算效率和泛化能力。

模仿学习示意图见图3。改进的IEEE 118节点系统结构见图4。

图3 模仿学习示意图

图4 改进的IEEE 118节点系统结构

03

后续研究方向或讨论话题

本文提出的GESIL只验证了在电网实时调度领域的有效性。未来可进一步研究该方案在日前和日内滚动调度场景下的拓展应用。

参 文 格 式

朱介北，徐思旸，李炳森，等. 基于电网专家策略模仿学习的新型电力系统实时调度[J]. 电网技术，2023,47(2): 517-528．

ZHU Jiebei, XU Siyang, LI Bingsen, et al. Real-time security dispatch of modern power system based on grid expert strategy imitation learning [J]．Power System Technology，2023,47(2): 517-528 (in Chinese)．

张倩文，王秀丽，杨廷天，等．含风电场电力系统的鲁棒优化调度[J]．电网技术，2017，41(5)：1451-1459．

崔杨，张家瑞，仲悟之，等．考虑源–荷多时间尺度协调优化的大规模风电接入多源电力系统调度策略[J]．电网技术，2021，45(5)：1828-1836．

张吉昂，王萍，程泽．采用混沌粒子群–内点法联合算法的多目标发电调度[J]．电网技术，2021，45(2)：613-621．

作者介绍

朱介北（1987），天津大学教授、博士生导师，国家级海外高层次人才、IET Fellow和特许工程师、天津市领军人才，曾在英国国家电网总部和英国国家电力调度中心担任高级电力系统工程师。主要研究以新能源为主体的电力电子化电力系统稳定控制技术，发表SCI/EI论文80余篇，发明专利20余项。承担国家重点研发计划“变革性课题”、国自科“面上项目”以及国网总部科技项目10余项，E-mail：[email protected]。

徐思旸(1995)，男，博士研究生，研究方向为人工智能、电网规划与运行，E-mail：[email protected]。

李炳森(1975)，通信作者，男，博士研究生，高级工程师，研究方向为信息化管理、数字化转型、电网智能化、能源智慧化等，E-mail：[email protected]。

俞露杰（1990），男，博士，讲师，研究方向为海上风电并网技术、直流输电等，E-mail：[email protected]。

王成山（1962），男，博士，教授，中国工程院院士，研究方向为电力系统安全性分析、配电系统规划及分析、分布式发电与微电网等，E-mail：[email protected]。

责任编辑：徐梅

审核：李兰欣

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