摘要：电网暂态分析对电网的稳定运行具有重要的影响。随着电网广域测量系统的不断发展，电网也相应形成具备时空特性的一种高维海量的运行数据。对于传统的电网暂态分析而言，主要通过物理模型进行分析，并以较为严格的数学公式对维度的数据实施相应的关联。本文主要依据数据驱动，对WAMS数据的具体应用状况进行分析，以此以电网运行数据所具有的特点，创建相应的数据模型。
关键词：电力系统；随机矩阵理论；暂态稳定分析；时间序列分析
一、前言
对电网暂态稳定运行进行分析，对电网实现安全稳定的运行具有重要的影响，因此，电力研究人员就需要对计算的精度以及速度进行不断的提高。随着相关技术的迅速发展，以及所电力所承受负荷的相应增长，电网所具有的结构，也逐渐呈现出复杂化，从而使电网所具有的数据规模相应呈现增长状态。对于传统的电网站台稳定分析，主要是以能量为基础，并根据物理原理使用，对相应的数学模型进行创建，以此得到相应的数值，并加以计算。但是，对于电网而言，由于其动态网络不仅较为复杂，而且还是非线性的，再加上其相关元件与其外部的环境所具有的因素之间存在较强的耦合性，因此，电网在出现故障的时候，所产生的作用机理也十分复杂。
二、随机矩阵理论
所谓的随机矩阵理论，其作为对网络实施相应的统计学分析的一种数学工具，其主要就是指通过对系统当中的能谱或者系统当中所表现出的本征态进行统计分析，以此对网络的本征进行获取，并根据随机数据对数据之间所具有的关联性进行分析，以此表示数据所具有的波动特性，并将数据所表现的特征在物理系统当中进行映射[1]。同时，随机矩阵理论还能对高危度大样本的相关数据进行分析，并以此对高维度小样本的适用性进行呈现。
在系统中，其所产生的变量由于经常会被外界环境所影响，因此，所获取的数值就会表现出较大的随机性。当系统当中产生的变量数据依照相关规则进行排列的时候，这就使所谓的随机性矩阵，其主要是在交通、金融、物理学等相关领域当中被广泛应用。而对于随机矩阵而言，由于其具有的特性，就可以为电力系统实际运用过程提供相关的理论基础。因此，本文主要以随机矩阵所表现出的理论性作为基础，并对时间序列所具有的特征进行利用，以此对时空大数据实施相应的分析，并对有相关的数据进行发现，以此对电网的实际运行状况进行辨识。
三、电网运行数据模型构建以及原理分析
（一）PMU数据
PMU主要是对电网对相量的测量、输出等进行同步记录。在对电网的运行进行控制的时候，PMU会对电网的实际运行数据进行持续性实时采集，并以此对电网的实际运行状况进行相应分析。PMU在对相关数据进行测量的时候，主要是通过数据驱动所具有的分析方法进行使用，以此提供其所需要的数据样本，这也是实现对数据进行详细分析的重要基础[2]。
对于属性不同的数据，通常所适应的场景也不相同，在对电网运行实施分析的时候，首先需要根据其相关需求，对合适的数据进行选择，并将其作为支撑。通过对数据所具有的属性进行合理的选择，能够使数据在具体分析的时候，所表现的效果更为显著，这就可以使电网中出现的问题得以有效发现。
（二）电网运行数据随机矩阵建模
对于电网运行过程所产生的数据而言，其主要具有空间特性以及時间特性，设X={xij}，i=1，…，N，j=1，…，T。其中，N表示相应的节点数，T表示总时间，具体建模架构，详见表1。
其对每个时间点而言，相关影响因素所具有的属性数据也会产生相应的随机向量，在时间序列当中，随机向量的矩阵形式就会出现，并形成相应的随机矩阵。电网属于一种较为复杂的实时系统，其在运行的时候，就会出现相应的历史数据，并会不断出现新的运行数据。想要使历史数据能够被充分利用，并对数据进行实施分析，本文主要通过滑动时间窗口模型所收集的数据进行选用，时间窗口的宽度为Tw，每采样一次后，时间点就会相应向后移，也就是说，在t时刻进行采集，t时刻就是当下的时刻，窗口所显示的t-1时刻，就是对应的历史时刻。
通过对随机矩阵的选用，对高维普分布的相关要求进行分析，假设条件N，T→∞，且N/T∈（0，1]，这种实际选取中很难满足这一条件[3]。因此，选取时间窗口为Tw=240进行计算，这样初始条件就会近似满足随机矩阵所作出的假设。
根据数据不能对数据的平稳性进行满足的状况，就需要对数据实施相应的处理，以此对平稳的条件进行满足。因此，本文主要选取相应数据，并做出一次差分的方式，实施相应的预处理数据，并产生相应的差分矩阵。
=（d1，d2，…dn）T
其中，d1，d2，…dn表示n个独立差分向量。
四、结束语
综上所述，根据当前电网的具体状况，以数据驱动的角度，并通过对随机矩阵理论以及与时间序列相结合的方法，对电网暂态稳定运行的状态进行相应的评估分析。由于电网运行的相关数据具有较强的可行性，将矩阵理论以及实践相结合，对电网数据进行相应建模，可以使电网实际运行数据所具有的时空性得以满足，且具有极好的适用性。
（作者单位：国网四川省电力公司）
参考文献
[1]冀鲁豫，吴俊勇，周艳真等.基于WAMS受扰电压轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测[J].高电压技术，2015，41（3）：807-814.
[2]潘明帅，汪芳宗，宋墩文等.基于广义向后差分方法的电力系统暂态稳定性快速数值计算方法[J].电力系统保护与控制，2018，46（1）：9-15.
[3]林旻威，温步瀛.大规模风电接入对电力系统暂态稳定性影响研究综述[J].电气技术，2017，（4）：1-8，38.
