[發(fā)明專利]基于著色隨機Petri網的電網連鎖故障建模仿真方法

有效

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• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110188421B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 孔建壽;邢佳莉;胡雅倩
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F30/22
• 分類號: G06F30/22;G06F111/08;G06F113/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱寶慶

1.一種基于著色隨機Petri網的電網連鎖故障建模仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據電網系統(tǒng)接線圖，確定各元件發(fā)生故障時相關的繼電保護裝置的相應動作；

步驟2，根據著色Petri網的性質，對元件的各級繼電保護裝置進行分類，建立切除故障的局部CPN模型；

步驟3，將各元件切除故障的局部CPN模型整合成整個系統(tǒng)的故障切除路線的CPN模型；

步驟4，考慮繼電保護裝置有可能存在故障的情況，利用隨機Petri網，建立整個系統(tǒng)的SCPN模型；

步驟1具體過程包括：

步驟1.1，根據故障元件在系統(tǒng)中的位置，確定各元件的保護裝置的動作；

步驟1.2，根據系統(tǒng)的電氣關系和拓撲結構，確定故障元件與相鄰元件的相關關系；

各元件的繼電保護裝置動作包括繼電保護裝置的準確動作和未準確動作，未準確動作進一步包括誤動和拒動；

故障元件與相鄰元件的相關關系包括：

(1)若故障元件的主保護和近后備保護準確動作，切除故障，故障元件不影響其相鄰元件；

(2)若故障元件的主保護和近后備保護準確動作，切除故障，由于相鄰元件存在隱性故障，使相鄰元件保護誤動；

(3)若故障元件的主保護和近后備保護均拒動，則相鄰元件的遠后備保護必須動作，切除故障元件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中包括以下步驟：

步驟2.1，根據繼電保護裝置與斷路器的動作信息，分別對各元件進行Petri網建模得到切除故障元件的基本Petri網模型；

步驟2.2，在切除故障元件的基本Petri網模型中，對各級繼電保護裝置和相鄰元件進行分類并著色，建立切除故障元件的CPN模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，對各級繼電保護裝置和相鄰元件進行分類的標準包括：

(1)若某一元件發(fā)生故障，根據發(fā)生動作的保護裝置分為本元件的主保護和近后備保護，以及相鄰元件的遠后備保護；

(2)若某一元件發(fā)生故障，根據故障元件的繼電保護的動作將相鄰元件分為3類：繼電保護動作跳閘時，不受影響的相鄰元件；繼電保護動作跳閘時，可能發(fā)生誤動的相鄰元件；繼電保護拒動時，必須動作的相鄰元件。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中包括以下步驟：

步驟3.1，確定連鎖故障傳遞結束的判定準則；

步驟3.2，根據未能切除故障元件時元件保護的相繼動作信息，以及連鎖故障終止信息將局部模型整合成整個系統(tǒng)的故障切除線路CPN模型。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，連鎖故障傳遞結束的判定準則包括：系統(tǒng)失穩(wěn)、電網節(jié)點電壓越限超過整定值、電網解列或者出現孤立負荷、大型發(fā)電機跳閘退出、某一母線上所有的線路均被斷開、電網中不再有新的元件開斷并進入新的穩(wěn)定工作點；或者是在模擬連鎖故障發(fā)展線路時，其故障發(fā)展深度超過某一設定值。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中包括以下步驟：

步驟4.1，根據統(tǒng)計的繼電保護運行的狀態(tài)數據，計算一年中保護正確動作的次數占保護動作總次數的比值，來表示每個繼電保護裝置保護正確動作的概率，其表達式為：

其中，P表示保護正確動作的概率，n表示保護正確動作的次數，N表示保護動作的總次數；

步驟4.2，根據隨機Petri網的性質，在系統(tǒng)故障切除線路的CPN模型中引入保護的故障概率，建立整個系統(tǒng)故障切除線路的SCPN模型。