恭喜国网经济技术研究院有限公司;华北电力大学侯孟希获国家专利权
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龙图腾网恭喜国网经济技术研究院有限公司;华北电力大学申请的专利一种用于模拟台风灾害作用下电网连锁故障状态的仿真方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114818508B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210528274.2,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种用于模拟台风灾害作用下电网连锁故障状态的仿真方法是由侯孟希;王智冬;张艳;孔亦晗;姚丹阳;刘春明;于嘉伟;谢莹设计研发完成,并于2022-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于模拟台风灾害作用下电网连锁故障状态的仿真方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于模拟台风灾害作用下电网连锁故障状态的仿真方法,首先根据台风数据集建立台风的环流风场模型和移行风场模型,再建立出台风时空分布模型,接着绘制电网元件易损性曲线,以获得不同风速对应下电网元件的损坏概率,再将电网元件的工作状态集合抽象成马尔科夫状态,并构建成电力系统的状态转移模型,以生成电力系统在台风作用下不同时刻的故障电网元件集;本发明考虑了台风灾害的时空特征,结合电网元件的易损性分析,给出了电网故障抽样仿真方法,能够实现对电网各个元件及分区故障状态的实时预测,并准确地模拟极端台风对电网的影响,为灾害时电网的正常运行和即时维护提供有效的参考依据,适合被广泛推广和使用。
本发明授权一种用于模拟台风灾害作用下电网连锁故障状态的仿真方法在权利要求书中公布了:1.一种用于模拟台风灾害作用下电网连锁故障状态的仿真方法,其特征在于:包括以下步骤,步骤A,根据台风数据集建立台风的环流风场模型和移行风场模型,再建立出台风时空分布模型;步骤B,绘制电网元件易损性曲线,以获得不同风速对应下电网元件的损坏概率;步骤C,将电网元件的工作状态集合抽象成马尔科夫状态,并构建成电力系统的状态转移模型,以生成电力系统在台风作用下不同时刻的故障电网元件集;步骤D,利用状态转移模型并根据台风时空分布模型和电网元件易损性曲线生成电网元件故障集合,再根据线路过载情况推演连锁故障的演变,最终生成电网元件故障状态矩阵,完成仿真作业,其具体步骤如下,步骤D1,利用状态转移模型并根据台风时空分布模型和电网元件易损性曲线生成电网元件故障集合,对电力系统进行蒙特卡洛模拟生成故障场景,更新当前时刻台风的风场模型,再根据台风风场分布以及线路和杆塔的易损性模型,计算其损坏概率,生成一个均匀分布的0-1随机数,若生成的随机数小于其损坏概率则认为该电网元件损坏,并生成电网元件故障集合;步骤D2,根据线路过载情况推演连锁故障的演变,最终生成电网元件故障状态矩阵,其中根据线路过载情况推演连锁故障的演变包括计算输电线路工作状态、计算输电线路工作状态、检测电网中的子网、通过直流潮流模型计算电网的潮流分布、连锁过程结束和更新时间,其具体步骤如下,步骤D21,计算输电线路工作状态,输电线路是由杆塔和线路串联起来的,计算整条线路是否能正常工作时能将其计算成串联线路上所有电网元件工作状态的乘积,若该输电线路有杆塔或线路故障导致其不能正常工作则将其切除;步骤D22,检测电网中的子网,若子网中不存在发电厂节点,则该子网失去所有负荷节点;若子网中的发电量大于负荷,则按照公式11所示调整发电机出力;若子网中的负荷大于发电量,则按照公式12所示统一切除负荷; 其中,i表示风灾过后仍能出力的发电厂节点,j表示风灾过后仍能正常工作的负荷节点,PGi代表当前时刻子网中的第i个发电厂节点的发电量,PG'i代表子网中第i个发电厂节点在发生风灾前的发电量,PLj代表当前时刻子网中第j个负荷节点的负荷,PL'j代表子网中第j个负荷节点在发生风灾前的负荷;步骤D23,通过直流潮流模型计算电网的潮流分布,若支路潮流超过线路的额定容量就将其切除并转至步骤C22,如果没有线路切除转置步骤C24,支路潮流方程如公式10所示, 其中,F为支路潮流,定义Mf为支路-节点关联的导纳矩阵,为Mf划去参考节点相关列的矩阵,B0为支路导纳构建的n×n阶矩阵,为B0对应的定导纳矩阵;步骤D24,连锁过程结束,生成当前时刻输电通道的故障集合,以及电网元件故障集合;步骤D25,更新时间,其在两个采样点之间对风速和台风经纬度进行线性插值,为了评估系统的最大损坏程度,取风速和最大风速半径取相邻采样点之中的较大者,返回步骤D1,直到台风结束,生成时序的电网元件故障状态矩阵。
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