基于生成对抗网络和改进均值漂移聚类的微电网运行场景生成方法.pdfVIP

基于生成对抗网络和改进均值漂移聚类的微

电网运行场景生成方法

1.内容综述

本研究提出了一种基于生成对抗网络(GAN)和改进均值漂移聚类

(IMMC)的微电网运行场景生成方法。该方法旨在通过生成对抗网络生

成具有逼真性的微电网运行场景，然后利用改进均值漂移聚类对生成

的场景进行聚类分析，从而为微电网规划和管理提供有力支持。

我们介绍了生成对抗网络的基本原理和结构，包括生成器、判别

器以及它们之间的博弈过程。在此基础上，我们设计了一种适用于微

电网运行场景的生成器，通过学习微电网的各种运行参数和约束条件，

生成具有逼真性的运行场景。为了保证生成场景的质量，我们还采用

了一些技术手段，如数据增强、正则化等，以提高生成器的泛化能力。

我们详细介绍了改进均值漂移聚类的基本原理和算法，该算法主

要包括两个步骤：一是计算场景中各个元素的均值漂移量；二是根据

均值漂移量对场景进行聚类。为了提高聚类效果，我们在原有基础上

引入了一些优化策略，如动态聚类、多目标聚类等，以实现对复杂场

景的有效划分。

我们通过实验验证了所提出方法的有效性，实验结果表明，所提

出的生成对抗网络和改进均值漂移聚类方法能够生成高质量的微电

网运行场景，并能有效地进行聚类分析。这为微电网规划和管理提供

了有力支持，有助于提高微电网的运行效率和可靠性。

1.1研究背景

随着全球能源需求的不断增长和环境问题日益严重，微电网作为

一种清洁、可持续的能源解决方案，越来越受到关注。微电网通过将

分散的太阳能、风能、生物质能等可再生能源整合到一个系统中，实

现对传统电网的补充和优化，提高能源利用效率，降低碳排放。微电

网的运行过程中存在诸多挑战，如能源管理、负载预测、故障诊断等

问题。研究如何生成具有实际应用价值的微电网运行场景对于解决这

些问题具有重要意义。

图像、视频等领域取得了显著的成功，为各种任务提供了强大的生成

能力。将GAN应用于微电网领域尚处于起步阶段。目前的研究主要集

中在使用GAN生成微电网拓扑结构或运行状态等方面，但这些方法往

往难以直接应用于实际的微电网运行场景。

现有的微电网运行场景生成方法大多基于统计模型或规则引擎，

缺乏对复杂非线性关系的建模能力。可以挖掘微电网运行场景中的潜

在模式和规律。将这两种方法结合起来进行微电网运行场景生成的研

究仍较为匮乏。

本研究旨在提出一种基于生成对抗网络和改进均值漂移聚类的

微电网运行场景生成方法，以期为解决微电网运行过程中的实际问题

提供理论支持和技术手段。

1.2研究目的

通过对现有方法的分析和对比，我们发现传统的微电网运行场景

生成方法在处理复杂、多变的微电网系统时存在一定的局限性，如难

以捕捉系统的动态特性、对噪声和干扰敏感等。本研究旨在提出一种

更有效的方法来生成具有代表性和可靠性的微电网运行场景，以满足

电力市场仿真、调度优化和安全评估等应用需求。

设计并构建一个基于GAN和IMMSC的微电网运行场景生成模型，

能够根据输入的参数和条件自动生成具有多样性和真实性的微电网

运行场景；

通过对现有方法的对比分析，验证所提出的微电网运行场景生成

方法在处理复杂、多变的微电网系统时的优越性和有效性；

通过实际应用案例验证所提出的微电网运行场景生成方法的有

效性和实用性，为电力市场仿真、调度优化和安全评估等应用提供有

力支持。

1.3研究意义

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，微电网作

为一种新型的清洁能源发电和供电方式，越来越受到各国政府和科研

机构的关注。微电网具有灵活性、可靠性和可持续性等优点，但其运

行场景的生成方法仍然面临诸多挑战。传统的聚类方法在处理复杂多

变的微电网运行场景时，往往难以捕捉到场景中的关键信息，导致生

成的场景描述不够准确和详细。

本研究提出了一种新颖的微电网运行场景生成方法，将GAN与

IMMSC相结合，利用生成对抗网络的优势生成更加真实、丰富的场景

描述，同时利用改进均值漂移聚类的方法对场景进行聚类分析，从而

提高场景描述的准确性和可解释性。这将有助于解决现有微电网运行

场景生成方法在处理复杂多变场景时的不足，为微电网的规划、设计

和管理提供更加有效的支持。

本研究的研究方法具有较强的普适性和实用性，微电网作为新能

源领域的一个重要研究方向，其运行场景的生成方法可以应用于多个

领域，如电