[发明专利]配电网弧光高阻故障模拟方法及系统

权利要求书

1.一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，包括：

基于电弧的热平衡方程构建非线性畸变可控的弧光高阻故障仿真模型；

分别通过电弧参数对电弧非线性畸变的特性进行独立控制；

基于输入的故障点电压和上述的电弧参数，在数值仿真系统中实现对所述弧光高阻故障仿真模型的控制，得到仿真故障波形数据。

2.如权利要求1所述的一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，基于电弧的热平衡方程构建非线性畸变可控的弧光高阻故障仿真模型，具体包括：

所述弧光高阻故障仿真模型由非线性电弧电阻和接地介质恒电阻串联表示；其中，所述非线性电弧电阻基于从热平衡方程角度推导出的常用电弧黑盒模型中电弧电阻的数学表达，以及反映电弧存储能量能力的剩余功率得出。

3.如权利要求2所述的一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，所述非线性电弧电阻R_arc具体为：

其中，P_res(t)表示剩余功率。

4.如权利要求1所述的一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，分别通过电弧参数对电弧非线性畸变的特性进行独立控制，具体包括：

通过模型参数DUR，OFS和EXT，分别控制电弧非线性畸变的畸变时长、畸变区间偏移度和畸变程度三个特性。

5.如权利要求4所述的一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，在数值仿真系统中实现对所述弧光高阻故障仿真模型的控制，具体包括：

根据模型输入的故障点电压和模型参数OFS，逐半周期确定电弧电阻最大值的发生时间t_d，并且t_d在该半周期区间内保持恒定；

根据模型参数DUR和EXT描述控制性参数k₁，k₂，b₁，b₂，并进而描述半周期的剩余功率分段线性函数的两个分段区间；

根据所计算出的信号描述弧光高阻故障的非线性电弧电阻；

电弧非线性电阻与恒定的接地介质大电阻串联，构成弧光高阻故障仿真模型的故障电阻。

6.如权利要求1所述的一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，所述弧光高阻故障仿真模型的电弧参数及相关系数根据需要选择恒定、随机变化或者按预设场景变化。

7.如权利要求1所述的一种配电网弧光高阻故障模拟方法，其特征在于，还包括：基于故障实测数据，通过粒子群优化算法对仿真过程的参数进行优化更新；具体过程为：

利用线性衰减权重粒子群算法，在Python中对各粒子进行初始化，每个粒子均反映弧光高阻故障仿真模型各项参数的取值；设定粒子的运动步长和初始位置；

根据每个粒子的初始位置由Python控制数值仿真系统设置弧光高阻故障仿真模型各参数的数值，并完成仿真、数据的生成和格式转换；

获取故障波形参考数据，计算仿真数据与参考数据的偏差；

判断所述偏差是否满足精度要求，若满足则结束；否则，粒子群算法进行下一次迭代，并更新每个粒子的位置，直到偏差满足精度要求。

8.一种配电网弧光高阻故障模拟系统，其特征在于，包括：

用于基于电弧的热平衡方程构建非线性畸变可控的弧光高阻故障仿真模型的模块；

用于分别通过电弧参数对电弧非线性畸变的特性进行独立控制的模块；

用于基于输入的故障点电压和上述的电弧参数，在数值仿真系统中实现对所述弧光高阻故障仿真模型的控制，得到仿真故障波形数据的模块。

9.一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的配电网弧光高阻故障模拟方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的配电网弧光高阻故障模拟方法。