[发明专利]一种配电网CPS故障全过程快速仿真方法和系统

权利要求书

1.一种配电网CPS故障全过程快速仿真方法，其特征在于，包括：

根据配电网CPS状态和预先建立的多目标优化模型，分别选择配电网CPS故障过程进行仿真时故障前、故障中和故障后的仿真步长；

分别获取配电网CPS故障过程进行仿真时故障前、故障中和故障后的仿真步长对应的配电网CPS仿真模型；

利用所述配电网CPS故障过程进行仿真时故障前、故障中和故障后的仿真步长对应的配电网CPS仿真模型对配电网CPS进行故障全过程仿真，得到仿真结果；

其中，所述多目标优化模型是基于最小化仿真截断误差、最小化采用仿真步长仿真计算一次所用时间和最小化采用仿真步长仿真计算一次所用仿真资源建立的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多目标优化模型的建立，包括：

以仿真截断误差最小、采用仿真步长仿真计算一次所用时间最小和采用仿真步长仿真计算一次所用仿真资源最小为目标函数，并基于所述目标函数，以仿真稳定性约束、仿真状态切换时间约束、截断误差允许约束和仿真资源约束为约束条件，建立多目标优化模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多目标优化模型的计算式如下：

式中，f(h)为多目标优化模型的目标函数值；h为仿真步长；c为配电网CPS状态；o(h,c)为在配电网CPS状态c下采用仿真步长h进行仿真计算时的截断误差；t(h,c)为在配电网CPS状态c下采用仿真步长h进行仿真计算一次所用的时间；g(h,c)为在配电网CPS状态c下采用仿真步长h进行仿真计算一次时仿真资源；y为仿真结果，x为对应仿真步长的配电网CPS仿真模型；t(c_start)为当前配电网CPS状态的开始时刻，t(c_next)为下一个配电网CPS状态的开始时刻；ε^max为截断误差的最大允许值；g^max为仿真资源的最大值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真结果包括：配电网CPS仿真模型中各节点的电压、电流、有功和无功的幅值与相位。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配电网CPS仿真模型包括：细粒度仿真模型、中粒度仿真模型和粗粒度仿真模型；

其中，细粒度仿真模型的分辨率大于中粒度仿真模型的分辨率；

中粒度仿真模型的分辨率大于粗粒度仿真模型的分辨率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别获取配电网CPS故障过程进行仿真时故障前、故障中和故障后的仿真步长对应的配电网CPS仿真模型，包括：

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障前的仿真步长在第一阈值以下时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障前选择细粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障前的仿真步长在第一阈值和第二阈值之间时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障前选择中粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障前的仿真步长在第二阈值以上时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障前选择粗粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障中的仿真步长在第一阈值以下时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障中选择细粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障中的仿真步长在第一阈值和第二阈值之间时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障中选择中粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障中的仿真步长在第二阈值以上时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障中选择粗粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障后的仿真步长在第一阈值以下时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障后选择细粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障后的仿真步长在第一阈值和第二阈值之间时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障后选择中粒度仿真模型；

当配电网CPS故障过程进行仿真时故障后的仿真步长在第二阈值以上时，在配电网CPS故障过程进行仿真的故障后选择粗粒度仿真模型；

其中，所述第一阈值小于第二阈值。