[發(fā)明專利]基于著色隨機(jī)Petri網(wǎng)的電網(wǎng)連鎖故障建模仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910405579.2
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN110188421B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔建壽;邢佳莉;胡雅倩
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/22
• 分類號(hào): G06F30/22;G06F111/08;G06F113/04
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱寶慶

本發(fā)明提供了一種基于著色隨機(jī)Petri網(wǎng)的電網(wǎng)連鎖故障建模仿真方法，包括以下步驟：步驟1，根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖，確定各元件發(fā)生故障時(shí)相關(guān)的繼電保護(hù)裝置的相應(yīng)動(dòng)作；步驟2，根據(jù)著色Petri網(wǎng)的性質(zhì)，對(duì)元件的各級(jí)繼電保護(hù)裝置進(jìn)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(gè)系統(tǒng)的故障切除路線的CPN模型；步驟4，考慮繼電保護(hù)裝置有可能存在故障的情況，利用隨機(jī)Petri網(wǎng)，建立整個(gè)系統(tǒng)的SCPN模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)故障檢測與防護(hù)仿真技術(shù)，特別是一種基于著色隨機(jī)Petri網(wǎng)的電網(wǎng)連鎖故障建模仿真方法。

背景技術(shù)

繼電保護(hù)裝置作為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備，如果存在正常運(yùn)行情況下不能發(fā)現(xiàn)的隱性故障，那么當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作有可能進(jìn)一步擴(kuò)大事故的影響，引發(fā)連鎖故障。資料表明，目前大約有75％的大停電事故與繼電保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作有關(guān)，因此繼電保護(hù)裝置的故障是引發(fā)電力系統(tǒng)連鎖故障，造成系統(tǒng)災(zāi)變的一個(gè)重要因素。

目前有關(guān)連鎖故障預(yù)測的研究大致可以分為2大體系：(1)以潮流計(jì)算和穩(wěn)定分析為核心，研究電力系統(tǒng)連鎖故障的整體行為并預(yù)測連鎖故障發(fā)展路徑；(2)以電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，研究電網(wǎng)拓?fù)涮卣髋c連鎖故障發(fā)展的關(guān)系，搜索連鎖故障發(fā)展的路徑。但是，基于傳統(tǒng)方法分析連鎖故障仍有下述問題需要解決：(1)實(shí)際的電力系統(tǒng)大電網(wǎng)的規(guī)模十分龐大，通過傳統(tǒng)的連鎖故障建模分析的方法，其模型節(jié)點(diǎn)數(shù)量十分繁多，有可能導(dǎo)致模型狀態(tài)空間的爆炸；(2)傳統(tǒng)的連鎖故障分析方法難以揭示連鎖故障過程中系統(tǒng)的整體行為，以及其故障發(fā)展的動(dòng)態(tài)行為。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于著色隨機(jī)Petri網(wǎng)的電網(wǎng)連鎖故障建模仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖，確定各元件發(fā)生故障時(shí)相關(guān)的繼電保護(hù)裝置的相應(yīng)動(dòng)作；

步驟2，根據(jù)著色Petri網(wǎng)的性質(zhì)，對(duì)元件的各級(jí)繼電保護(hù)裝置進(jìn)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(gè)系統(tǒng)的故障切除路線的CPN模型；

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

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)本發(fā)明考慮了電網(wǎng)中的繼電保護(hù)裝置的故障概率，即繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)和拒動(dòng)對(duì)連鎖故障發(fā)展的影響，利用著色隨機(jī)Petri網(wǎng)進(jìn)行建模仿真，可以直觀地看到連鎖故障發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程；(2)通過利用保護(hù)裝置未準(zhǔn)確動(dòng)作時(shí)引起的其他各元件保護(hù)裝置的動(dòng)作信息來模擬各保護(hù)之間的相互配合關(guān)系，使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰明了；(3)本發(fā)明利用了著色Petri網(wǎng)將各保護(hù)以及斷路器進(jìn)行分類著色，大大減少了模型的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；(4)該模型具有一定的可擴(kuò)展性，對(duì)于新加入的元件，只需要給出元件與故障元件的相應(yīng)關(guān)系及其繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作，以及繼電保護(hù)裝置的故障概率，就可以很方便的整合進(jìn)系統(tǒng)的整體模型中。

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1為系統(tǒng)故障發(fā)展的SCPN模型示意圖。

圖2為三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖。

圖3為切除故障線路L5的PN模型示意圖。

圖4為切除故障變壓器T2的PN模型示意圖。

圖5為切除故障母線A5的PN模型示意圖。

圖6為切除故障元件的CPN模型示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例以圖2三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例，步驟如下：