1.一种基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于:它包括以下步骤:步骤1:基于电力系统历史运行数据以及对系统的一系列故障的模拟仿真,构建包含大量运行变量与暂态稳定裕度(Transient Stability Margins,TSMs)的数据集;
步骤2:对数据集进行特征选择,筛选出关键变量;
步骤3:将关键变量发送到迭代随机森林(Iterated Random Forest,IRF)回归器进行训练,特征选择过程与IRF训练共同构成动态安全评估(Dynamic Security Assessment,DSA)模型;
步骤4:通过从广域量测系统(Wide Area Measurement System,WAMS)服务器实时接收到选定的数据,经过训练的DSA模型将立即提供实时评估结果。
2.根据权利要求1所述基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于:在步骤1中,进行时域仿真,得到各运行状态下各故障位置的极限切除时间(Critical Clearing Time,CCT),通过仿真,确定各个故障位置对应的CCT,将暂态稳定裕度TSM定义为:式中:CCTi为电力系统某个位置在事故i下的极限切除时间;ACTi为故障点在事故i下的实际切除时间。
3.根据权利要求2所述基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于:在步骤1中,在仿真中,通过检查任意两台发电机的最大转子角偏差是否超过360度来判断系统的稳定性。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于:在步骤2中利用部分互信息(Partial Mutual Information,PMI)工具及皮尔逊相关系数(Pearson Correlation Coefficient,PCC)对数据集进行特征选择,具体包含以下步骤:步骤2-1:通过PMI工具探索数据集中各输入变量与暂态稳定裕度TSM的非线性关系;
步骤2-2:通过PCC工具探索数据集中各输入变量与暂态稳定裕度TSM的线性关系;
步骤2-3:基于上述被探索的关系值,从高到低进行排序,筛选出高排名的变量作为关键变量,从而完成特征选择过程。
5.根据权利要求4所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于,在步骤2-1中,PMI的定义为:式中:x,y是在z条件下的随机变量,p为变量x,y的联合概率分布。
6.根据权利要求5所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于:在步骤2-2中,对于样本(Xi,Yi),PCC的定义如下:式中:n是样本集的大小, 是Xi的均值, 是Yi的均值, 是Xi的标准差, 是Yi的标准差。
7.根据权利要求1所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于,在步骤3中,利用IRF对模型进行离线训练,获得关键变量与相应的TSM之间的映射关系,离线训练时,输入为经特征选择后的关键变量,输出为相应的TSM值,设置迭代次数K以及误差上限错误。
8.根据权利要求7所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于:在利用IRF对模型进行离线训练时,采用以下步骤:(1)迭代加权,给定迭代次数K,迭代的过程用RF(w(k))表示,其中w是一组非负权重,w=(w1,...,wp);k=(1,...,K),k=1时表示第一次迭代开始,满足w(1)=(1/p,...,1/p),p是输入特征的数量;对于第二次迭代,增加一个加权的RF,其权值设置为与前一个迭代的RF特征重要性相等,以此完成迭代过程;
(2)生成随机森林,当完成全部迭代过程后,最终的特征加权用来生成加权的随机森林,加权的随机森林选择样本进行训练,映射规则由RF(w(k))提供,这个过程产生一系列交互集合(3)稳定性检测,完成训练后,通过产生的交互集合 来进行稳定性检测,以此达到算法的稳定、精确性,定义交互集合为 其中:b=1,...,B,利用集合来分配训练中的稳定性分数,分数大于0.5的映射关系能够得到保留,稳定性分数S定义如下:式中:B为映射关系的次数。
9.根据权利要求7或8所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于,在步骤3中,将基于PMI和PCC的特征选择过程与基于IRF的回归预测相结合,共同构成DSA模型。
10.根据权利要求1所述的基于互信息与迭代随机森林的在线动态安全评估方法,其特征在于,在步骤4中,通过实时接收由WAMS服务器发送的数据,经更新后的DSA模型完成对电力系统的实时安全评估。