一种配电网台风灾害防治模拟方法、装置、终端及介质与流程

本申请涉及配电网台风防治，尤其涉及一种配电网台风灾害防治模拟方法、装置、终端及介质。

背景技术：

1、在配电网发生灾害后，配电网中的杆塔或线路的正常运行受到影响，部分故障导致线路断开，破坏了配电网的输电结构，引发大面积的停电。

2、为了保障配电网面对台风极端天气的能力，目前电力部门研究台风灾害的方式主要是通过构建台风模拟模型，利用台风模拟模型、配电网拓扑模型以及预设的防治措施进行模拟分析，以根据模拟分析结果指导现实配电网的规划和建设，而目前构建的台风模拟模型多为简单的模拟风速模型，无法准确地模拟出真实台风的动态演变特性，导致模拟结果与真实结果存在较大误差的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种配电网台风灾害防治模拟方法、装置、终端及介质，用于解决现有配电网台风灾害防治模拟不准确的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种配电网台风灾害防治模拟方法，包括：

3、获取历史真实台风数据；

4、基于所述历史真实台风数据中的登陆位置、移动方向以及实时风速，构建不同时间断面下的台风静态风场模型，再基于各个所述台风静态风场模型，结合台风的陆地衰减系数，构建台风灾害演变模型；

5、获取配电网的拓扑信息，通过对所述配电网的元件进行风荷载受力分析，以构建配电网元件脆弱性模型，其中，所述配电网元件脆弱性模型包含有所述配电网中各元件的失效概率和风速的关联关系；

6、基于所述台风灾害演变模型和所述配电网元件脆弱性模型，结合随机模拟算法，得到配电网灾害故障场景，以基于所述配电网灾害故障场景，结合预设的配电网台风灾害防治措施模型进行仿真模拟，得到所述配电网的台风灾害防治模拟结果。

7、优选地，所述通过对所述配电网的元件进行风荷载受力分析，以构建配电网元件脆弱性模型具体包括：

8、通过预设的元件故障概率计算公式，对所述配电网的导线元件和杆塔元件进行风荷载受力分析，分别得到所述配电网中各个导线元件和杆塔元件的故障概率；

9、根据配电网的拓扑信息，对同一条线路的导线元件和杆塔元件的故障概率，计算所述线路的整体故障概率，以及基于所述配电网各个线路的故障概率，以构建配电网元件脆弱性模型。

10、优选地，所述元件故障概率计算公式具体为：

11、

12、式中，pwire表示导线元件故障的概率，ppole表示杆塔元件故障的概率，σh为最高点应力的大小，m为导线水平风荷载对杆根弯矩分量和杆身水平风荷载对杆根弯矩的分量的矢量和，δσ和μσ为导线元件应力的标准差和均值，δm和μm为杆根弯矩的标准差和均值。

13、优选地，所述配电网台风灾害防治措施模型具体为：配电网网架重构与孤岛划分一体化优化模型，其中，所述配电网网架重构与孤岛划分一体化优化模型包含有以最小化配电网负荷损失为优化目标的目标函数以及网架重构与孤岛划分一体化的约束条件。

14、优选地，所述约束条件包括：功率平衡约束、distflow潮流约束、非电源节点发电约束、分布式电源出力约束、线路流量约束、母线电压上下限约束、线路故障状态约束、配电网辐射状约束、母线通电状态约束以及支路通电状态变量约束。

15、优选地，所述distflow潮流约束具体为：

16、

17、式中，m为预设的大数，用于对非线性潮流约束进行线性化松弛；cij为支路ij的开关状态变量，当支路ij断开时cij＝0；ui为母线i的电压平方值，uj为母线j的电压平方值；rij和xij分别是支路ij的电阻与电抗值，和分别是支路ij的有功潮流和无功潮流。

18、优选地，所述配电网辐射状约束具体为：

19、

20、

21、

22、

23、式中，cij为支路ij的开关状态变量，均为形成辐射状约束的辅助变量，代表最大密度的贡献与分配流动，集合分别是母线集合，变电站母线集合。

24、本申请第二方面提供了一种配电网台风灾害防治模拟装置，包括：

25、台风数据获取单元，用于获取历史真实台风数据；

26、台风演变模型构建单元，用于基于所述历史真实台风数据中的登陆位置、移动方向以及实时风速，构建不同时间断面下的台风静态风场模型，再基于各个所述台风静态风场模型，结合台风的陆地衰减系数，构建台风灾害演变模型；

27、配电网脆弱性模型构建单元，用于获取配电网的拓扑信息，通过对所述配电网的元件进行风荷载受力分析，以构建配电网元件脆弱性模型，其中，所述配电网元件脆弱性模型包含有所述配电网中各元件的失效概率和风速的关联关系；

28、故障场景仿真模拟单元，用于基于所述台风灾害演变模型和所述配电网元件脆弱性模型，结合随机模拟算法，得到配电网灾害故障场景，以基于所述配电网灾害故障场景，结合预设的配电网台风灾害防治措施模型进行仿真模拟，得到所述配电网的台风灾害防治模拟结果。

29、本申请第三方面提供了一种配电网台风灾害防治模拟终端，存储器和处理器；

30、所述存储器用于存储与如本申请第一方面提供的配电网台风灾害防治模拟方法相对应的程序代码；

31、所述处理器用于执行所述程序代码。

32、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中保存有与如本申请第一方面提供的配电网台风灾害防治模拟方法相对应的程序代码。

33、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

34、本申请提供的技术方案基于历史真实台风数据，先通过对台风的多个关键参数，如台风登陆点、移动方向及实时速度等数据建立起多个不同时间断面的静态风场模型再结合台风的陆地衰减系数，构建考虑了台风时空动态特性的台风灾害演变模型能够准确地为配电网故障场景提供参考，以生成更接近现实环境的配电网台风灾害的故障场景，从而提高配电网台风灾害防治模拟的准确度。

技术特征：

1.一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，所述通过对所述配电网的元件进行风荷载受力分析，以构建配电网元件脆弱性模型具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，所述元件故障概率计算公式具体为：

4.根据权利要求1所述的一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，所述配电网台风灾害防治措施模型具体为：配电网网架重构与孤岛划分一体化优化模型，其中，所述配电网网架重构与孤岛划分一体化优化模型包含有以最小化配电网负荷损失为优化目标的目标函数以及网架重构与孤岛划分一体化的约束条件。

5.根据权利要求4所述的一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，所述约束条件包括：功率平衡约束、distflow潮流约束、非电源节点发电约束、分布式电源出力约束、线路流量约束、母线电压上下限约束、线路故障状态约束、配电网辐射状约束、母线通电状态约束以及支路通电状态变量约束。

6.根据权利要求5所述的一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，所述distflow潮流约束具体为：

7.根据权利要求5所述的一种配电网台风灾害防治模拟方法，其特征在于，所述配电网辐射状约束具体为：

8.一种配电网台风灾害防治模拟装置，其特征在于，包括：

9.一种配电网台风灾害防治模拟终端，其特征在于，存储器和处理器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中保存有与如权利要求1至7任意一项所述的配电网台风灾害防治模拟方法相对应的程序代码。

技术总结
本申请公开了一种配电网台风灾害防治模拟方法、装置、终端及介质，本申请提供的技术方案基于历史真实台风数据，先通过对台风的多个关键参数，如台风登陆点、移动方向及实时速度等数据建立起多个不同时间断面的静态风场模型再结合台风的陆地衰减系数，构建考虑了台风时空动态特性的台风灾害演变模型能够准确地为配电网故障场景提供参考，以生成更接近现实环境的配电网台风灾害的故障场景，从而提高配电网台风灾害防治模拟的准确度。

技术研发人员：李涛,徐宝军,何昌皓,刘建初,秦睿,尹雁和,谭汉铭,翁兴航,郑淑榕
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8