CN110489729A - D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种D5000‑matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,包括:从D5000***中获取第一数据;从继电保护整定计算***中获取第二数据;将第一数据的变压器模型转换为输电线路模型;取第一数据中的变压器的容量,作为输电线路模型中的输电线路的极限载流量,更新到第一数据中;判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称是否匹配;从第一数据中,选取描述matpower一次模型和二次模型所需的参数作为成员变量,分别建立一次模型和二次模型;获取多灾种耦合条件下的电网元件故障集及集合中每一个故障的概率,确定电网元件故障集中描述各故障所需的参数作为成员变量,得到电网多灾种耦合连锁故障模型。本发明提高了模型生成的效率和模型生成的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电力***分析控制领域,尤其涉及用于D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法及***。
背景技术
随着电网灾害的频发发生,人们对供电可靠性、暂态过程仿真精细度、实时性要求的不断提高,对多灾种耦合条件下的电网风险分析的需求也越来越迫切。D5000是目前广泛采用的电网状态信息采集软件,可以为电网风险分析提供实时的数据。matpower软件是广泛应用的电网网架结构规划软件,能够开展潮流分析、暂态稳定计算等功能,其特点是可以自定义开发功能。
D5000***由各个网省公司调控部门建立,数据繁琐,操作复杂,而且由***开发单位针对各网省公司的实际电网结构(如有无直流线路、SVG等情况)、使用规范而专门开发功能与数据结构,价格昂贵。而且存在关键数据泄密的可能,电网***外单位无法使用该***。其导出生成的E格式文件由各网省公司的电网数据综合而成,包含的元件可以达到数百万个。Matpower软件开源,可以开展潮流计算、电磁暂态仿真、级联故障分析等仿真分析,功能强大,计算速度快、操作简单,使用非常广泛。
目前,采用matpower为工具的研究过程中,都是采用开发者提供的118节点、2383节点的标准case文件,未有针对中国实际电网的仿真分析实例。潮流计算、机电暂态、电磁暂态以及连锁故障分析的数据复杂,如果要利用matpower仿真分析中国实际电网数据,一般需要由经验丰富的专业人员进行逐元件进行数据处理和录入,这是一项复杂而繁重的工作。更为严重的是,限于软件仿真规模和仿真对象,针对不同的问题需要搭建不同复杂程度的模型,这无疑增添了建模的难度,造成转换过程极易出错且错误难以查验,影响了仿真建模的效率。同时,现有方法未能考虑继电保护的动作特性以及外部灾害环境(如山火、外破和冰灾)的发展蔓延实时情况,无法为电网风险实时分析提供数据基础。
发明内容
本发明提供了一种电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,用以解决目前利用matpower仿真分析实际电网数据,所需参数匮乏,需要由经验丰富的专业人员进行逐元件进行数据处理和录入,且建模过程复杂繁重、建模易出错以及错误难以勘验的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,包括以下步骤:
从D5000***中获取第一数据;从继电保护整定计算***中获取第二数据;
以第一数据为基础,将第一数据的变压器模型转换为输电线路模型;取第一数据中的变压器的容量,作为输电线路模型中的输电线路的极限载流量,更新到第一数据中;
判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称是否匹配,当不匹配时保留第一数据中的元件名称及参数;当匹配时,取第二数据的元件名称对应的参数替换第一数据中的对应的参数;
从第一数据中,选取描述matpower一次模型和二次模型所需的参数作为成员变量,分别建立一次模型和二次模型;
获取多灾种耦合条件下的电网元件故障集及集合中每一个故障的概率,确定电网元件故障集中描述各故障所需的参数作为成员变量,在一次模型和二次模型的基础上,建立电网多灾种耦合连锁故障模型。
优选地,还包括,从继电保护定值管理***或者故障信息管理***采集变压器和输电线路的继电保护定值;将变压器和输电线路的继电保护定值更新到第一数据中;
进行判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称及参数是否匹配之前,方法还包括:读取电网一次数据和电网二次数据,电网一次数据包括第一数据和第二数据,电网二次数据包括变压器和输电线路的继电保护定值;
继电保护定值包括每一条输电线路的继电保护设定值,继电保护设定值包括:距离保护、电流保护、温度保护和电压保护。
优选地,多灾种耦合条件下的电网元件故障集从以下的一个或者多个***中获取:输电线路山火预报***、输电线路山火监测、冰灾在线监测***、覆冰预报***或外力破坏监测***;
电网元件故障集包括:受威胁的线路名称、受威胁的时间区间以及在受威胁的时间区间内相应时间节点的跳闸概率。
优选地,第一数据包括:电网的拓扑数据、输电线路参数、变压器参数和负荷参数;第二数据包括:电网的拓扑数据、输电线路参数、变压器参数和负荷参数;第二数据中的输电线路参数还包括:线路长度。
优选地,建立一次模型、二次模型和\或电网多灾种耦合连锁故障模型时,包括调用写入函数将电网的拓扑数据写入到matpower文件中;
matpower一次模型所需的成员变量包括:发电机参数、输电线路参数、母线参数、变压器参数;一次模型的成员变量即变电站参数、母线参数、电容器参数、电抗器参数以及发电机参数、负荷参数等元件的参数类型。
matpower二次模型所需的成员变量包括:发电机、输电线路、母线和变压器所对应的保护装置参数,具体包括过流保护定值、低压保护定值、低频保护定值以及阻抗保护定值。
优选地,电网的拓扑数据包括:变电站参数、母线参数、电容器参数、电抗器参数、发电机参数以及负荷参数;
其中,变电站参数包括:序号、厂站名、电压等级以及厂站类型;
母线参数包括:母线名、电压等级、所在拓扑节点、电压、相角、停运标志以及计算节点;
电容器参数包括名称、电压等级、额定容量、额定电压、连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点;
电抗器参数包括名称、电压等级、额定容量、额定电压、连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点;
发电机参数包括:发电机名、等值发电机标志、等值位置、额定电压、额定容量、接入电网电压等级、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、机端电压、机端电压相角、停运标志、有功功率上限、有功功率下限、无功功率上限、无功功率下限、额定功率因数以及计算节点。
优选地,变压器参数包括:变压器名、绕组类型、高压端电压等级、中压端电压等级、低压端电压等级、高压端额定容量、中压端额定容量、低压端额定容量、高压端分接头最高档位、高压端分接头最低档位、高压端分接头额定档位、高压端分接头级差、高压端额定电压、中压端分接头最高档位、中压端分接头最低档位、中压端分接头额定档位、中压端分接头级差、中压端额定电压、低压端额定电压、高压绕组电阻、高压绕组电抗、中压绕组电阻、中压绕组电抗、低压绕组电阻、低压绕组电抗、高压端所在拓扑节点、中压端所在拓扑节点、低压端所在拓扑节点、高压侧开断标志、中压侧开断标志、低压侧开断标志、高压端计算节点、中压端计算节点、低压端计算节点、高压绕组电抗标么值、中压绕组电阻标么值、中压绕组电抗标么值、低压绕组电阻标么值、低压绕组电抗标么值;
输电线路参数包括交流输电线路参数,交流输电线路参数包括:交流线路名、电压等级、等值线路标志、线路电阻、线路电抗、线路单端电纳、I端所在拓扑节点、J端所在拓扑节点、I端开断标志、J端开断标志、允许载流量、I端电气岛号、J端电气岛号、线路电阻标幺值、线路电抗标幺值以及线路单端电纳标幺值;
负荷参数包括:负荷名、电压等级、等值负荷标志、等值连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点。
优选地,将第一数据的变压器参数转换为输电线路,包括:将两卷变转换为一条输电线路,和\或将三卷变转换为三条输电线路。
优选地,按第一周期从D5000***中的E格式文件,包括以下步骤:
读取substation数据卡,获得变电站类集合;
读取bus数据卡,获得母线类集合;
读取ACline数据卡,获得交流线路类集合;
读取DCline数据卡,获得直流线路类集合;
读取transformer数据卡,获得变压器类集合;
读取unit数据卡,获得电机类集合;
读取Compensator_P、Compensator_S数据卡,获得电容器类、电抗器类集合;
解析E格式文件获取电网的第一数据,包括根据E格式文件生成电网的拓扑数据,包括以下步骤:
判断母线元件A的名称和交流线路、直流线路元件B的I端所在拓扑节点属性或者J端所在拓扑节点是否一致,假如一致则B的I端或者J端连接母线A;
判断母线元件A的名称和二卷变压器元件C的I端所在拓扑节点属性或者J端所在拓扑节点是否一致,假如一致则C的I端或者J端连接母线A;
判断母线元件A的名称和三卷变压器元件D的高压端所在拓扑节点或中压端所在拓扑节点或低压端所在拓扑节点是否一致,假如一致则元件D对应的高压端或者中压端或者低压端连接母线A;
判断母线元件A的名称和发电机元件E的所在拓扑节点名称是否一致,假如一致则E的出线端连接母线A;
判断母线元件A的名称和电容器或电抗器元件F的所在拓扑节点名称是否一致,假如一致则F连接母线A;
为各元件编号,形成电网的拓扑数据。
本发明还提供一种计算机***,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。
本发明具有以下有益效果:
本发明的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,在D5000的E格式数据进行解析的基础上获取电网的设备参数,通过数据转换实现了matpower的文件的电网的拓扑参数赋值;实现了电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换,为电网连锁故障风险分析提供数据基础。该方法可避免人工进行matpower建模是参数转换和录入的繁重工作以及仿真参数错误难以勘验的弊端,提高了模型生成的效率和模型生成的准确性,可提高电磁暂态仿真建模的效率和可信性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
而本实施例中所称的E语言为ICS 35.040国家电网公司企业标准Q/GDW 215-2008电力***数据标记语言;
本实施例中所称的继电保护整定计算***为省级电网公司、区域电网公司或总部调控中心继电保护处室运维管理,该部门既是继电保护整定计算***数据的归口部门也是数据的使用部门。由于D5000***的数据为从现场设备采集,易受设备可靠性、网络可用性、人为维护等因素影响,准确性相比于继电保护整定计算***差。故障信息管理***为省级电网公司、区域电网公司或总部调控中心继电保护处室运维管理,通过该***可以读取现场继电保护装置的定值,从而相比于继电保护整定计算***的定值更为准确。但不是所有的现场保护定值均可以被采集读取,因此,故障信息管理***的定值只能作为继电保护整定计算***定值的一个校核。
本实施例的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,包括以下步骤:
从D5000***中获取第一数据;从继电保护整定计算***中获取第二数据;
以第一数据为基础,将第一数据的变压器模型转换为输电线路模型;取第一数据中的变压器的容量,作为输电线路模型中的输电线路的极限载流量,更新到第一数据中;
判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称是否匹配,当不匹配时保留第一数据中的元件名称及参数;当匹配时,取第二数据的元件名称对应的参数替换第一数据中的对应的参数;
从第一数据中,选取描述matpower一次模型和二次模型所需的参数作为成员变量,分别建立一次模型和二次模型;
获取多灾种耦合条件下的电网元件故障集及集合中每一个故障的概率,确定电网元件故障集中描述各故障所需的参数作为成员变量,在一次模型和二次模型的基础上,建立电网多灾种耦合连锁故障模型。
在D5000的E格式数据进行解析的基础上获取电网的设备参数,通过数据转换实现了matpower的文件的电网的拓扑参数赋值;实现了电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换,为电网连锁故障风险分析提供数据基础。
实际实施时,以上的方法还能进行以下的扩充或应用,以下实施例中的技术特征都能相互组合,实施例仅作为示例,不作为对技术特征的正常组合限制。
实施例1:
本实施例的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,包括以下步骤:
S1:按第一周期从D5000***中的E格式文件;第一周期为5-15分钟。按第一周期从D5000***中的E格式文件,包括以下步骤:
读取substation数据卡,获得变电站类集合;
读取bus数据卡,获得母线类集合;
读取ACline数据卡,获得交流线路类集合;
读取DCline数据卡,获得直流线路类集合;
读取transformer数据卡,获得变压器类集合;
读取unit数据卡,获得电机类集合;
读取Compensator_P、Compensator_S数据卡,获得电容器类、电抗器类集合。
上述七类数据卡都是从D5000或者BPA***中的数据卡转换而来。电网第一数据从数据卡解析而来,一个数据卡对应第一数据中的一个类型的数据,具体包含了变电站、母线类、交流线路类、直流线路类、变压器类、电机类、电容器类、电抗器类等元件类型。
还可按照第二周期从继电保护定值管理***或者故障信息管理***采集变压器和输电线路的继电保护定值;将变压器和输电线路的继电保护定值更新到第一数据中;第二周期为1天-5天。继电保护定值包括每一条输电线路的继电保护设定值,继电保护设定值包括:距离保护、电流保护、温度保护和电压保护。
S2:解析所述E格式文件获取电网的第一数据。第一数据包括:电网的拓扑数据、输电线路参数、变压器参数和负荷参数。其中,电网的拓扑数据包括:变电站参数、母线参数、电容器参数、电抗器参数、发电机参数以及负荷参数;
其中,变电站参数包括:序号、厂站名、电压等级以及厂站类型;
母线参数包括:母线名、电压等级、所在拓扑节点、电压、相角、停运标志以及计算节点;
电容器参数包括名称、电压等级、额定容量、额定电压、连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点;
电抗器参数包括名称、电压等级、额定容量、额定电压、连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点;
发电机参数包括:发电机名、等值发电机标志、等值位置、额定电压、额定容量、接入电网电压等级、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、机端电压、机端电压相角、停运标志、有功功率上限、有功功率下限、无功功率上限、无功功率下限、额定功率因数以及计算节点。
变压器参数包括:变压器名、绕组类型、高压端电压等级、中压端电压等级、低压端电压等级、高压端额定容量、中压端额定容量、低压端额定容量、高压端分接头最高档位、高压端分接头最低档位、高压端分接头额定档位、高压端分接头级差、高压端额定电压、中压端分接头最高档位、中压端分接头最低档位、中压端分接头额定档位、中压端分接头级差、中压端额定电压、低压端额定电压、高压绕组电阻、高压绕组电抗、中压绕组电阻、中压绕组电抗、低压绕组电阻、低压绕组电抗、高压端所在拓扑节点、中压端所在拓扑节点、低压端所在拓扑节点、高压侧开断标志、中压侧开断标志、低压侧开断标志、高压端计算节点、中压端计算节点、低压端计算节点、高压绕组电抗标么值、中压绕组电阻标么值、中压绕组电抗标么值、低压绕组电阻标么值、低压绕组电抗标么值;
输电线路参数包括交流输电线路参数,交流输电线路参数包括:交流线路名、电压等级、等值线路标志、线路电阻、线路电抗、线路单端电纳、I端所在拓扑节点、J端所在拓扑节点、I端开断标志、J端开断标志、允许载流量、I端电气岛号、J端电气岛号、线路电阻标幺值、线路电抗标幺值以及线路单端电纳标幺值;
负荷参数包括:负荷名、电压等级、等值负荷标志、等值连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点。
上述的解析E格式文件获取电网的第一数据,包括根据E格式文件生成电网的拓扑数据,包括以下步骤:
判断母线元件A的名称和交流线路、直流线路元件B的I端所在拓扑节点属性或者J端所在拓扑节点是否一致,假如一致则B的I端或者J端连接母线A;
判断母线元件A的名称和二卷变压器元件C的I端所在拓扑节点属性或者J端所在拓扑节点是否一致,假如一致则C的I端或者J端连接母线A;
判断母线元件A的名称和三卷变压器元件D的高压端所在拓扑节点或中压端所在拓扑节点或低压端所在拓扑节点是否一致,假如一致则元件D对应的高压端或者中压端或者低压端连接母线A;
判断母线元件A的名称和发电机元件E的所在拓扑节点名称是否一致,假如一致则E的出线端连接母线A;
判断母线元件A的名称和电容器或电抗器元件F的所在拓扑节点名称是否一致,假如一致则F连接母线A;
为各元件编号,形成电网的拓扑数据。
通过上述解析步骤,是为了根据母线元件与输电线路、变压器、电容器、电抗器、发电机等元件之间的连接关系,确定电网的拓扑结构。例如母线:云田变500千伏I母编号为5539,团山变500千伏II母编号为5860,云团线的I端连接的母线编号为5539,J端连接的母线编号为5870,则可知云团线的I端连接云田变500千伏I母,J端不是连接的团山变500千伏II母。
S3:读取继电保护整定计算***中的第二数据,第二数据包括:电网的拓扑数据、输电线路参数、变压器参数、负荷参数以及线路长度。
S4:转换所述第一数据的变压器参数为输电线路;包括:将两卷变转换为一条输电线路,和\或将三卷变转换为三条输电线路。
S5:获取第二数据中的变压器参数中每一条输电线路的允许载流量属性值(变压器的容量),将所述允许载流量属性值作为所述输电线路模型中的输电线路的极限载流量,更新到所述第一数据的输电线路参数中;
S6:从所述第一数据中选取各元件描述matpower一次模型所需的参数作为成员变量,建立一次模型,调用写入函数将参数的数据写入到matpower文件中;matpower一次模型所需的成员变量包括:发电机参数、输电线路参数、母线参数以及变压器参数。一次模型的成员变量即变电站参数、母线参数、电容器参数、电抗器参数以及发电机参数、负荷参数等元件的参数类型。
S7:读取电网一次数据和电网二次数据,所述电网一次数据包括所述第一数据和第二数据,所述电网二次数据包括变压器和输电线路的继电保护定值,判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称是否匹配,当不匹配时保留第一数据中的元件名称及参数,匹配的时候,取第二数据的内容替换第一数据中的对应内容,取第二数据的元件名称对应的参数替换所述第一数据中对应的参数。继电保护整定计算***中的参数比D5000***中参数更为准确。这样的名称比对以相互印证数据的数值,确保电网数据的准确。
S8:根据matpower文件的要求,确定各个元件描述matpower二次模型所需的成员变量和进行数据处理的成员函数;调用写入函数将电网的拓扑数据写入到matpower文件中。matpower二次模型所需的成员变量包括:发电机、输电线路、母线和变压器所对应的保护装置参数,具体包括过流保护定值、低压保护定值、低频保护定值以及阻抗保护定值。
S9:根据输电线路山火预报***、输电线路山火监测、冰灾在线监测***、覆冰预报***或外力破坏监测***形成多灾种耦合条件下的电网元件故障集;所述电网元件故障集包括:受威胁的线路名称、受威胁的时间区间以及在受威胁的时间区间内相应时间节点的跳闸概率;
S10:根据matpower文件的要求,确定各个故障描述所需的成员变量和进行数据处理的成员函数。多灾种耦合连锁计算所需要的数据包括电网本体数据和电网运行外部环境数据二大类。电网本体数据为电网一次数据和二次数据,其中电网一次数据指的是变电站、母线、变压器、输电线路、电容器、电抗器、发电机以及负荷等元件的参数;电网二次数据指的是在上述元件的保护定值(变电站除外);两类数据的产生、转换相互不影响。电网运行外部环境数据即外部灾害威胁的电网元件和威胁的程度等参数,用于给电网仿真提供输入数据。
S11:调用成员函数中的写入函数将电网拓扑数据写入到matpower文件中。
上述的步骤中,步骤的顺序可以依需要进行调整,S1-S11不表示对步骤顺序的限定。
实施例2:
本实施例为实施例1对应的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换***,本实施例的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换***,包括:
数据参数获取模块,用于每隔5分钟采用ftp方式国家电网智能电网调度技术支持***D5000获取以E语言(电力***数据标记语言)描述的文件,该文件中应包括:变压器参数、交流输电线路、直流输电线路、负荷参数,电网的拓扑数据中的变电站、母线、电容器、电感器等参数。
数据参数获取模块,还用于每天自动召唤现场定值采集变压器和输电线路的继电保护装置定值到数据库,并生成xml文件传输到服务器指定文件夹;
电网一二次***转换模块,用于获得电网一次***参数,步骤如下:
解析E格式文件进行解析获取电网的拓扑数据、线路参数、变压器参数和负荷数据;
读取继电保护整定计算***电网的拓扑数据、线路参数、变压器参数和负荷参数;
转换电网拓扑参数中的变压器为输电线路,其中两卷变转换为一条输电线路,三卷变转换为三条输电线路;
获取D5000***中每一条输电线路(包括直流输电线路和交流输电线路)的允许载流量属性值,将允许载流量属性值设置为输电线路的极限容量;
根据matpower仿真文件“.m”的格式要求,编写各个元件描述matpower一次模型所需的成员变量和进行数据处理的成员函数;
异构信息***数据匹配模块,读取电网一次/二次数据,判断继电保护整定计算***中的元件名称、参数和D5000***中元件名称、参数的匹配性,确保电网拓扑参数、二次保护数据完整可靠;
根据matpower仿真文件“.m”的格式要求,编写各个元件描述matpower二次模型所需的成员变量和进行数据处理的成员函数;
调用各类中的成员函数matpower_Write将字符串写入到.m文件中。
获取多灾种耦合条件下的电网元件故障集,确定所述电网元件故障集中描述各故障所需的参数作为成员变量,根据matpower仿真文件“.m”的格式要求,编写各个故障描述所需的成员变量和进行数据处理的成员函数,得到电网多灾种耦合连锁故障模型。
其中,D5000***、继电保护整定计算***和定值召唤***中的匹配方法采用已公开的通用方法。
本实施例在对D5000的E格式数据进行解析的基础上获取设备参数,通过数据转换实现了“.m”中文件的拓扑参数赋值;通过整定计算***中定值的导出以及外部环境参数的自动生成,实现了电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换,为电网连锁故障风险分析提供数据基础。该方法可避免人工进行matpower建模是参数转换和录入的繁重工作以及仿真参数错误难以勘验的弊端,提高了模型生成的效率和模型生成的准确性。
实施例3:
本发明还提供一种计算机***,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,包括以下步骤:
从D5000***中获取第一数据;从继电保护整定计算***中获取第二数据;
以第一数据为基础,将第一数据的变压器模型转换为输电线路模型;取第一数据中的变压器的容量,作为所述输电线路模型中的输电线路的极限载流量,更新到所述第一数据中;
判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称是否匹配,当不匹配时保留第一数据中的元件名称及参数;当匹配时,取第二数据的元件名称对应的参数替换所述第一数据中对应的参数;
从第一数据中,选取描述matpower一次模型和二次模型所需的参数作为成员变量,分别建立一次模型和二次模型;
获取多灾种耦合条件下的电网元件故障集及集合中每一个故障的概率,确定所述电网元件故障集中描述各故障所需的参数作为成员变量,在所述一次模型和二次模型的基础上,得到电网多灾种耦合连锁故障模型。
2.根据权利要求1所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,还包括,从继电保护定值管理***或者故障信息管理***采集变压器和输电线路的继电保护定值;将所述变压器和输电线路的继电保护定值更新到所述第一数据中;
所述进行判断第二数据中的元件名称与第一数据中元件名称及参数是否匹配之前,所述方法还包括:读取电网一次数据和电网二次数据,所述电网一次数据包括所述第一数据和第二数据,所述电网二次数据包括变压器和输电线路的继电保护定值;
所述继电保护定值包括每一条输电线路的继电保护设定值,所述继电保护设定值包括:距离保护、电流保护、温度保护和电压保护。
3.根据权利要求1所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,所述多灾种耦合条件下的电网元件故障集从以下的一个或者多个***中获取:输电线路山火预报***、输电线路山火监测、冰灾在线监测***、覆冰预报***或外力破坏监测***;
所述电网元件故障集包括:受威胁的线路名称、受威胁的时间区间以及在受威胁的时间区间内相应时间节点的跳闸概率。
4.根据权利要求1所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,所述第一数据包括:电网的拓扑数据、输电线路参数、变压器参数和负荷参数;所述第二数据包括:电网的拓扑数据、输电线路参数、变压器参数和负荷参数;所述第二数据中的输电线路参数还包括:线路长度。
5.根据权利要求4所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,所述建立一次模型、二次模型和\或电网多灾种耦合连锁故障模型时,包括调用写入函数将电网的拓扑数据写入到matpower文件中;
所述matpower一次模型所需的成员变量包括:发电机参数、输电线路参数、母线参数以及变压器参数;
所述matpower二次模型所需的成员变量包括:发电机、输电线路、母线和变压器所对应的保护装置参数,具体包括过流保护定值、低压保护定值、低频保护定值以及阻抗保护定值。
6.根据权利要求4或5所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,所述电网的拓扑数据包括:变电站参数、母线参数、电容器参数、电抗器参数、发电机参数以及负荷参数;
其中,所述变电站参数包括:序号、厂站名、电压等级以及厂站类型;
所述母线参数包括:母线名、电压等级、所在拓扑节点、电压、相角、停运标志以及计算节点;
所述电容器参数包括名称、电压等级、额定容量、额定电压、连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点;
所述电抗器参数包括名称、电压等级、额定容量、额定电压、连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点;
所述发电机参数包括:发电机名、等值发电机标志、等值位置、额定电压、额定容量、接入电网电压等级、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、机端电压、机端电压相角、停运标志、有功功率上限、有功功率下限、无功功率上限、无功功率下限、额定功率因数以及计算节点。
7.根据权利要求4或5所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,
所述变压器参数包括:变压器名、绕组类型、高压端电压等级、中压端电压等级、低压端电压等级、高压端额定容量、中压端额定容量、低压端额定容量、高压端分接头最高档位、高压端分接头最低档位、高压端分接头额定档位、高压端分接头级差、高压端额定电压、中压端分接头最高档位、中压端分接头最低档位、中压端分接头额定档位、中压端分接头级差、中压端额定电压、低压端额定电压、高压绕组电阻、高压绕组电抗、中压绕组电阻、中压绕组电抗、低压绕组电阻、低压绕组电抗、高压端所在拓扑节点、中压端所在拓扑节点、低压端所在拓扑节点、高压侧开断标志、中压侧开断标志、低压侧开断标志、高压端计算节点、中压端计算节点、低压端计算节点、高压绕组电抗标么值、中压绕组电阻标么值、中压绕组电抗标么值、低压绕组电阻标么值、低压绕组电抗标么值;
所述输电线路参数包括交流输电线路参数,所述交流输电线路参数包括:交流线路名、电压等级、等值线路标志、线路电阻、线路电抗、线路单端电纳、I端所在拓扑节点、J端所在拓扑节点、I端开断标志、J端开断标志、允许载流量、I端电气岛号、J端电气岛号、线路电阻标幺值、线路电抗标幺值以及线路单端电纳标幺值;
所述负荷参数包括:负荷名、电压等级、等值负荷标志、等值连接位置、所在拓扑节点、有功功率、无功功率、停运标志以及计算节点。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,所述将第一数据的变压器参数转换为输电线路,包括:将两卷变转换为一条输电线路,和\或将三卷变转换为三条输电线路。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的D5000-matpower的电网多灾种耦合连锁故障模型的自动转换方法,其特征在于,
按第一周期从D5000***中的E格式文件,包括以下步骤:
读取substation数据卡,获得变电站类集合;
读取bus数据卡,获得母线类集合;
读取ACline数据卡,获得交流线路类集合;
读取DCline数据卡,获得直流线路类集合;
读取transformer数据卡,获得变压器类集合;
读取unit数据卡,获得电机类集合;
读取Compensator_P、Compensator_S数据卡,获得电容器类、电抗器类集合;
所述解析所述E格式文件获取电网的第一数据,包括根据所述E格式文件生成所述电网的拓扑数据,包括以下步骤:
判断母线元件A的名称和交流线路、直流线路元件B的I端所在拓扑节点属性或者J端所在拓扑节点是否一致,假如一致则元件B的I端或者J端连接母线A;
判断母线元件A的名称和二卷变压器元件C的I端所在拓扑节点属性或者J端所在拓扑节点是否一致,假如一致则元件C的I端或者J端连接母线A;
判断母线元件A的名称和三卷变压器元件D的高压端所在拓扑节点或中压端所在拓扑节点或低压端所在拓扑节点是否一致,假如一致则元件D对应的高压端或者中压端或者低压端连接母线A;
判断母线元件A的名称和发电机元件E的所在拓扑节点名称是否一致,假如一致则元件E的出线端连接母线A;
判断母线元件A的名称和电容器或电抗器元件F的所在拓扑节点名称是否一致,假如一致则元件F连接母线A;
为各元件编号,形成电网的拓扑数据。
10.一种计算机***,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9中任一所述方法的步骤。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112115606A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-22 | 电子科技大学中山学院 | D5000-bpa的电力***稳态模型的转换方法及*** |
CN115115220A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 山东大学 | 一种直流送端***新能源连锁故障风险评估方法及*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102567603A (zh) * | 2010-12-16 | 2012-07-11 | 安徽省电力公司 | 基于实测拓扑和量测数据自动生成bpa计算文件的方法 |
WO2014173131A1 (zh) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | 国家电网公司 | 一种基于响应的大电网全态势在线一体化量化评估方法 |
CN106356846A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-01-25 | 国网山东省电力公司烟台供电公司 | 一种基于时间的初期电网连锁故障模拟仿真方法 |
CN108847973A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-20 | 国网四川省电力公司信息通信公司 | 基于元胞自动机的电力cps的连锁故障分析模型的建立方法 |
CN110070286A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-30 | 国网湖南省电力有限公司 | 电网多灾种耦合连锁故障分析方法及*** |
-
2019
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102567603A (zh) * | 2010-12-16 | 2012-07-11 | 安徽省电力公司 | 基于实测拓扑和量测数据自动生成bpa计算文件的方法 |
WO2014173131A1 (zh) * | 2013-04-23 | 2014-10-30 | 国家电网公司 | 一种基于响应的大电网全态势在线一体化量化评估方法 |
CN106356846A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-01-25 | 国网山东省电力公司烟台供电公司 | 一种基于时间的初期电网连锁故障模拟仿真方法 |
CN108847973A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-20 | 国网四川省电力公司信息通信公司 | 基于元胞自动机的电力cps的连锁故障分析模型的建立方法 |
CN110070286A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-30 | 国网湖南省电力有限公司 | 电网多灾种耦合连锁故障分析方法及*** |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112115606A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-22 | 电子科技大学中山学院 | D5000-bpa的电力***稳态模型的转换方法及*** |
CN115115220A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 山东大学 | 一种直流送端***新能源连锁故障风险评估方法及*** |
CN115115220B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-04-26 | 山东大学 | 一种直流送端***新能源连锁故障风险评估方法及*** |
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