[发明专利]一种智能电网级联故障的仿真控制方法

说明书

本发明涉及一种智能电网级联故障的仿真控制方法，针对现有电网建模方法的缺陷，综合考虑电网的物理特性和拓扑特性，提出了一种新的级联故障仿真建模的思路，以无向加权图为基础，能够有效分析电网级联故障和鲁棒性，为解决级联故障和分析电网脆弱性提供依据，也为电网实际数据的分析和电网安全性的保护提供了理论分析方法。

技术领域

本发明涉及一种智能电网级联故障的仿真控制方法，属于电网级联故障控制技术领域。

背景技术

近年来，全球范围内发生了多起大规模连锁性停电事件。这些大规模停电事故给国家经济，社会稳定和人民生活都带来了巨大的影响，国内外学者从各个方向和角度，通过理论建模和数据分析，对连锁大停电的机理展开了广泛而深入的研究。这些研究表明，事故往往是由少数薄弱环节的故障引发，在电网中进行级联故障的传播而导致最终严重事故的发生。研究工作主要集中在两大类，一类基于经典电路理论(例如基尔霍夫定律)和电网电气特性的研究，仿真关注于电网的物理特性，以阻抗或电抗作为权重，节点或边的移除会导致电网负载重新分配，电力供求关系的失衡导致一部分节点或边超出其负载而发生级联故障。另一类基于电网拓扑结构的分析，利用复杂网络理论建立模型并进行稳定性和鲁棒性的分析，主要从拓扑结构的角度考虑了智能电网的级联故障，关注于电网的整体特征和动态行为，研究了拓扑特征参数和系统行为的内在联系，从宏观结构上分析了电网发生级联故障时的情况。

以上这两种方法的建模和分析互有欠缺：第一，在基于经典电路理论的建模中，各元件的个体动态特性起到了决定性的作用，并且元件特性的微分代数方程的求解会消耗大量的计算机资源；第二，基于复杂网络的建模将电网进行抽象和简化，主要关注于电网的统计学特性，电网的物理特性考虑不全面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有电网建模方法的缺陷，综合考虑电网的物理特性和拓扑特性，以无向加权图为基础，能够有效分析电网级联故障和鲁棒性，为解决级联故障和分析电网脆弱性提供依据的智能电网级联故障的仿真控制方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种智能电网级联故障的仿真控制方法，针对预设存在电网级联故障的智能电网进行仿真控制，包括如下步骤：

步骤A.根据实际电网布局，以发电站、传输站、接收站分别作为不同类型顶点，彼此之间传输线为边，以及传输线的潮流值作为对应边的权值，构建无向加权图，然后初始化a＝0，并进入步骤B；

步骤B.根据无向加权图中各边的权值，针对无向加权图中所有存在联系的两顶点组合，基于权值累加，分别获得各两顶点组合中两顶点之间的最短路径，进而获得无向加权图中所有两顶点组合对应的所有最短路径，作为或更新无向加权图所对应的所有最短路径，然后进入步骤C；

步骤C.根据无向加权图所对应的所有最短路径，分别针对无向加权图中的各边，获得边所对应的边介数，然后基于a进行判断操作，其中，若a＝0，则将该边介数作为该边的初始负载，并将初始负载的(1+α)倍，作为该边的最大负载，进而获得无向加权图中各边的初始负载和最大负载，然后进入步骤D；若a≠0，则将该边介数作为该边的当前负载，进而获得无向加权图中各边的当前负载，并进入步骤E；α表示预设边的耐受性参数；

步骤D.根据预设规则移除无向加权图中的一条边，并针对a所对应的值进行加1更新，然后返回步骤B；

步骤E.判断无向加权图中是否存在边的当前负载大于其最大负载的情况，是则将所有该情况所对应的边移除，并返回步骤B；否则针对预设存在电网级联故障的智能电网进行仿真控制结束。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括步骤F，所述步骤E中，当判断无向加权图中不存在边的当前负载大于其最大负载的情况后，则进入补入步骤F，如下：