[發明專利]一種基于短路工況下牽引供電系統彈性恢復力評估方法

在審

• 申請號: 202211614618.8
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115859654A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 羅培;韓琴
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/00;G06F111/04;G06F113/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于短路工況下牽引供電系統彈性恢復力評估方法，其特征在于，包含以下步驟：

收集沖擊事件后牽引網發生故障的位置和短路故障類型的信息；

利用馬爾可夫蒙特卡洛仿真模擬系統在短路故障工況下的運行狀態；

定義供電臂電壓彈性恢復力評估指標；

構建牽引供電系統彈性恢復力模型；

提出短路故障工況下的彈性恢復策略，通過粒子群算法求解不同恢復策略下的最優值；

最終得到牽引供電系統彈性恢復力評估指標數據，分析牽引供電系統的彈性恢復能力。

2.如權利要求1所述的牽引供電系統受到沖擊事件后牽引網發生短路故障，其特征在于，數字化變電所綜合自動化系統相關設備能夠識別故障位置及類型，倒閘操作實現對故障點的隔離，當牽引網的饋線斷路器自動重合閘后系統的非故障區恢復供電，電壓電流恢復到正常運行水平，表示牽引供電系統實現自愈功能；當重合閘失敗，表示發生永久性短路故障，判斷牽引網故障區段和短路故障類型，收集供電臂電壓、電流、功率數據，獲得短路故障對牽引供電系統的影響程度和故障概率λ。

3.如權利要求1所述的利用馬爾可夫蒙特卡洛仿真模擬系統在短路故障工況下的運行狀態，其特征在于，考慮到故障位置的隨機性，馬爾可夫蒙特卡洛方法對數據進行隨機抽樣，輸入系統參數，定義采樣次數N次，將系統運行分為兩種狀態，一種為正常運行狀態，一種為故障狀態，λ為系統在短路故障工況下的故障概率，T為系統故障恢復到最低安全運行狀態的時間；在[0，1]中抽取隨機數θ，系統狀態在以下兩種狀態中轉移：

式中，0表示故障狀態，1表示正常運行狀態；

系統在故障和正常運行狀態兩個狀態進行轉移，狀態0和狀態1之間的轉移率λ是短路工況場景下的故障率，狀態1和狀態0之間的轉移率μ是實施彈性恢復策略下的彈性恢復率。則系統狀態轉移概率為：

P_i^j[X(t+Δt)＝1|X(t)＝0]＝P_i⁰¹(Δt)≈λΔt (2)

P_i^j[X(t+Δt)＝0|X(t)＝1]＝P_i¹⁰(Δt)≈μΔt (3)

P_i^j[X(t+Δt)＝0|X(t)＝0]＝P_i⁰⁰(Δt)≈1-λΔt (4)

P_i^j[X(t+Δt)＝1|X(t)＝1]＝P_i¹¹(Δt)≈1-μΔt (5)

得到故障模型為：

P_i^j(t)＝1-e^λt (6)

式中，P_i^j為供電臂i的j狀態下的故障概率。

基于馬爾可夫過程蒙特卡洛法模擬系統狀態變化行為，其結果將作為可用性狀態變量輸入參數，通過不斷迭代，輸出馬爾可夫狀態轉移鏈，再通過蒙特卡洛模擬仿真獲取第k次抽樣的系統運行狀態曲線。