[发明专利]一种考虑线路覆冰与绝缘子闪络的电力系统仿真方法

权利要求书

1.一种考虑线路覆冰与绝缘子闪络的电力系统仿真方法，其特征在于，包括：

步骤S1.基于电力系统构建仿真系统；

步骤S2.获取气象数据，基于所述气象数据在所述仿真系统中构建扰动模型，通过所述扰动模型对所述气象数据进行处理，获取气象电气数据；

步骤S3.基于所述气象电气数据在所述仿真系统中构建故障率模型，通过所述故障率模型对所述气象电气数据进行判断；

步骤S4.获取电网信息，基于所述电网信息获取暂态数据，基于对所述暂态数据进行暂态仿真；

步骤S5.基于所述暂态仿真的结果重复执行所述步骤S2，直到满足迭代条件；基于所述电网信息进行潮流计算，获取系统失电荷量，并通过所述气象电气数据的判断结果与所述暂态仿真的结果获取故障类型，完成电力系统仿真；

所述步骤S2中，所述扰动模型包括覆冰重量-电力系统扰动模型与绝缘子闪络电压-故障扰动模型；

所述覆冰重量-电力系统扰动模型基于气象数据获取覆冰重量；

所述绝缘子闪络电压-故障扰动模型基于气象数据获取闪络电压；

构建所述覆冰重量-电力系统扰动模型的具体步骤包括：通过单自由度模型构建所述覆冰重量-电力系统扰动模型，所述覆冰重量-电力系统扰动模型如下：

其中，M_i为覆冰重量；τ为仿真总时长，r(t)为覆冰输电线路的半径；C_a为覆冰系数；V_a为空气运动指数；S_w为风速；r为输电线路半径；C_w为空气液态水密度；C_c为收集系数；C_i为电流热效应系数；I为输电线路电流；θ₁、θ₂分别为降水、风向与输电线路之间的夹角；t为仿真时间变量；

所述绝缘子闪络电压-故障扰动模型如下：

其中，U_f为闪络电压；A为常数；b是污秽影响特征指数；S是为绝缘子表面污秽程度；H为高度；W为绝缘子上覆冰重量；

所述步骤S3中，通过所述故障率模型对所述气象电气数据进行判断的具体步骤包括：

通过故障率模型对覆冰重量、闪络电压进行判断，其中故障率模型为：

其中，M_i为覆冰重量；M_o为线路承载重量极限；P_b为断线故障率；U_f为闪络电压；U_i为绝缘子端电压；P_f为闪络故障率；

当P_b为1时发生覆冰-断线故障，P_b为0时未发生故障；

当P_f为1时发生闪络-短路故障，P_f为0时未发生故障。

2.根据权利要求1所述考虑线路覆冰与绝缘子闪络的电力系统仿真方法，其特征在于：

所述步骤S2中，所述气象数据包括但不限于输电线路温度、覆冰厚度、降水方向、风速风向。

3.根据权利要求1所述考虑线路覆冰与绝缘子闪络的电力系统仿真方法，其特征在于：

所述步骤S4中，所述电网信息包括但不限于电网结构、电网参数、电网功率、电网电压。

4.根据权利要求1所述考虑线路覆冰与绝缘子闪络的电力系统仿真方法，其特征在于：

所述步骤S4中，对所述暂态数据进行暂态仿真的具体步骤包括：

基于所述暂态数据中的电压数据进行电压失稳判断，基于所述电压判断结果进行切负荷操作，在所述切负荷操作之后，基于所述电网信息进行潮流越限判断，基于潮流越限判断结果，进行线路开断操作，获取暂态仿真结果。

5.根据权利要求1所述考虑线路覆冰与绝缘子闪络的电力系统仿真方法，其特征在于：

所述步骤S5中，所述迭代条件为仿真系统中的仿真参数大于仿真系统中的预设参数；

其中，所述仿真参数包括但不限于所述气象仿真周期，暂态仿真周期；所述预设参数包括但不限于预设气象仿真周期，预设暂态仿真周期；

所述仿真参数基于所述判断结果与所述暂态仿真结果进行更新。