[發明專利]基于冰風氣象條件的電力系統動態混合仿真方法及系統

在審

• 申請號: 201911330227.1
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111079298A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 陳立征
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F113/04;G06F119/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開提出了基于冰風氣象條件的電力系統動態混合仿真方法及系統，考慮冰風氣象與電力系統動態交互影響過程，以及冰災與風災的動態演化過程，同時設置電力系統仿真和氣象系統仿真，仿真過程中，將電力系統仿真的數據變化作為氣象系統的影響因素作用于氣象系統仿真，同時在氣象系統仿真判斷出故障，將故障設置在電力系統中仿真，實現了兩系統仿真結果實時交互，實現了電力系統仿真向氣象領域的拓展，使得了仿真與實際使用條件更接近，根據仿真結果改進電力系統的結構，能夠有效提高電力系統極端天氣的適應能力，提高電力系統的工作穩定性。

技術領域

本公開涉及電力系統相關技術領域，具體的說，是涉及基于冰風氣象條件的電力系統動態混合仿真方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，并不必然構成在先技術。

極端氣象本身是小概率事件，在電力系統中能帶來高嚴重度后果。但由于近年全球氣象惡化，極端氣象事件發生概率增大，給電力系統帶來的威脅也變得不容忽視。

根據極端氣象種類的不同，對電力系統威脅的機理也不同。主要類型有冰災、大風、雷電、地質災害等，根據電網故障統計，其中發生概率較大的兩類即冰災與大風，而電力系統往往同時遭受兩類天氣同時侵襲，即冰風混合天氣影響下的電力系統輸電線路覆冰與舞動。

傳統研究方法一般是將兩系統獨立開來，分別進行研究。對于氣象系統，主要有實驗室建模和數學建模兩類，基于不同的氣象信息，對覆冰過程和大風舞動過程進行建模，得到極端氣象的嚴重程度。對應不同的氣象嚴重程度，電力系統元件故障率各有不同，基于故障率進行抽樣，然后根據抽樣結果對電力系統進行仿真。

發明人發現，上述傳統研究方法將兩耦合系統割裂開來研究，存在以下問題：一是忽略了兩者間的交互影響過程，未考慮極端氣象對電力系統的影響機理，將故障率作為單一指標用來評價極端氣象的嚴重程度；二是忽略了動態過程，氣象過程與電氣過程都是發生在同一時間軸上的動態過程，傳統仿真采用了靜態時間斷面的方法來進行研究，缺乏合理性。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了基于冰風氣象條件的電力系統動態混合仿真方法及系統，考慮冰風氣象與電力系統動態交互影響過程，以及冰災與風災的動態演化過程，實現了電力系統仿真向氣象領域的拓展，仿真過程與實際環境更接近，根據仿真結果優化電力系統的結構，能夠有效提高電力系統對極端天氣的適應能力，提高電力系統的工作穩定性。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一個或多個實施例提供了基于冰風氣象條件的電力系統動態混合仿真方法，設置電力系統仿真和氣象系統仿真，仿真過程中，將電力系統仿真的實時更新的電力系統參數數據作為氣象系統仿真的輸入氣象系統仿真，在氣象系統仿真判斷出故障，將故障設置在電力系統中進行電力系統仿真，實現兩系統仿真結果實時更新并交互。

進一步地，基于冰風氣象條件的電力系統動態混合仿真方法具體包括如下步驟：

步驟1、建立用于根據氣象條件獲得覆冰重量及輸電線路舞動幅值的氣象系統仿真模型，以及用于根據電路參數模擬電網運行獲得更新電力系統參數數據的電力系統仿真模型；

步驟2、將電力系統參數數據輸入至電力系統仿真模型進行仿真，實時獲得潮流計算結果，實時更新電力系統潮流數據；

將氣象數據輸入至氣象系統仿真模型執行氣象仿真，獲得輸電線路上的覆冰重量及輸電線路舞動幅值；

步驟3、根據獲得的輸電線路上的覆冰重量及輸電線路舞動幅值判斷是否觸發故障，如果觸發故障，在電力系統仿真模型中設置相應故障，執行機電暫態仿真獲得故障仿真結果；根據故障仿真結果更新電力系統參數數據，將氣象數據更新為下一氣象仿真步長對應的氣象數據，執行步驟2；否則直接執行步驟2。