本發(fā)明涉及電網(wǎng)分析領(lǐng)域，特別是一種基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃指導(dǎo)原則》，網(wǎng)格是配電網(wǎng)規(guī)劃、項(xiàng)目管理和用戶接入的最小單元，也是配網(wǎng)運(yùn)行檢修管理的最小單位。網(wǎng)格化是指按照配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、負(fù)荷分布、負(fù)荷特性及地理分界線等實(shí)際情況，將復(fù)雜的配電網(wǎng)劃分為多個相對獨(dú)立的供電網(wǎng)格。但是現(xiàn)有的玩?zhèn)€夠劃分技術(shù)多是靜態(tài)的并不能實(shí)時進(jìn)行調(diào)整。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，對電網(wǎng)的精確模擬和分析變得尤為重要。

2、電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)特性和突發(fā)事件(如短路故障)對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的靜態(tài)網(wǎng)格劃分方法難以適應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)變化，無法及時調(diào)整分析策略以應(yīng)對系統(tǒng)狀態(tài)的快速變化。這不僅影響了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，也限制了電網(wǎng)分析技術(shù)在實(shí)時監(jiān)控和故障預(yù)警等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，開發(fā)一種能夠根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)特性和動態(tài)變化自適應(yīng)調(diào)整網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分析方法，成為提高電網(wǎng)分析效率和精度的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有的電網(wǎng)分析方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明所要解決的問題在于難以適應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)變化，無法及時調(diào)整分析策略以應(yīng)對系統(tǒng)狀態(tài)的快速變化。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法，其包括，

5、基于電網(wǎng)數(shù)據(jù)建立電網(wǎng)分析模型，并基于所述電網(wǎng)分析模型初始化非均勻網(wǎng)格；

6、對所述非均勻網(wǎng)格進(jìn)行動態(tài)粗化或細(xì)化，并根據(jù)所述電網(wǎng)的變化動態(tài)調(diào)整所述非均勻網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)，若所述電網(wǎng)發(fā)生短路或短路時，重構(gòu)所述非均勻網(wǎng)格；

7、對所述非均勻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行迭代誤差計(jì)算，判斷當(dāng)前非均勻網(wǎng)格精度，并確定最佳非均勻網(wǎng)格配置，基于所述最佳非均勻網(wǎng)格配置進(jìn)行電網(wǎng)分析。

8、作為本發(fā)明所述基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述初始化非均勻網(wǎng)格包括以下步驟：

9、根據(jù)所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)建立初始權(quán)重模型；所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括變電站位置、輸電線路走向和配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；

10、根據(jù)所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)計(jì)算可靠性權(quán)重；所述運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)包括負(fù)載曲線和電壓分布；

11、根據(jù)所述配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)荷分布權(quán)重；

12、將所述初始權(quán)重模型、可靠性權(quán)重和負(fù)荷分布權(quán)重綜合計(jì)算，得到綜合權(quán)重分?jǐn)?shù)；

13、根據(jù)所述綜合權(quán)重分?jǐn)?shù)生成非均勻網(wǎng)絡(luò)。

14、作為本發(fā)明所述基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：根據(jù)所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)建立初始權(quán)重模型包括以下步驟：

15、基于位置點(diǎn)x確定到最近關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施i的距離，并采用參數(shù)調(diào)節(jié)相對重要性，得到距離相對重要性；

16、根據(jù)位置點(diǎn)x的線路容量和整個電網(wǎng)的最大線路容量進(jìn)行計(jì)算位置點(diǎn)x的相對容量重要性；

17、將所述距離相對重要性和所述容量重要性相加得到初始權(quán)重，即初始權(quán)重模型；

18、根據(jù)所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)計(jì)算可靠性權(quán)重包括以下步驟：

19、根據(jù)所述運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)計(jì)算電壓波動頻率、負(fù)載變化幅度和故障發(fā)生率的標(biāo)準(zhǔn)值；

20、線性組合所述標(biāo)準(zhǔn)化值并減去調(diào)整閾值；

21、應(yīng)用邏輯函數(shù)將線性組合的標(biāo)準(zhǔn)化值歸一化至[0,1]區(qū)間，得到可靠性權(quán)重；

22、根據(jù)所述配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)荷分布權(quán)重包括以下步驟：

23、對位置點(diǎn)x的用電量u(x)處理大范圍的用電差異，并使用所述電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的最大值進(jìn)行歸一化處理；

24、計(jì)算位置點(diǎn)x的用電波動頻率v(x)的誤差函數(shù)值，并使用所述電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的最大誤差函數(shù)值進(jìn)行歸一化處理；

25、相乘上述兩個歸一化結(jié)果，得到負(fù)荷分布權(quán)重；

26、將所述初始權(quán)重模型、可靠性權(quán)重和負(fù)荷分布權(quán)重綜合計(jì)算，得到綜合權(quán)重分?jǐn)?shù)包括以下步驟：

27、對位置點(diǎn)x的初始權(quán)重、可靠性權(quán)重和負(fù)荷分布權(quán)重相乘，并對整個電網(wǎng)區(qū)域r計(jì)算歸一化因子；

28、將所述初始權(quán)重、可靠性權(quán)重和負(fù)荷分布權(quán)重的乘積與所述歸一化因子相除，得到綜合權(quán)重；

29、引入sigmoid函數(shù)對所述綜合權(quán)重進(jìn)行微調(diào)，得到最終綜合權(quán)重分?jǐn)?shù)。

30、作為本發(fā)明所述基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述動態(tài)調(diào)整所述非均勻網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)包括以下步驟：

31、根據(jù)所述非均勻網(wǎng)格的每個節(jié)點(diǎn)周圍的電場強(qiáng)度梯度和電流密度確定流場的變化趨勢；

32、將所述非均勻網(wǎng)格的邊視為彈簧，計(jì)算彈簧力并構(gòu)成的平衡方程組；

33、求解所述平衡方程組，得到每個節(jié)點(diǎn)的位移向量，并限制節(jié)點(diǎn)移動的最大距離；

34、若某個節(jié)點(diǎn)移動導(dǎo)致其所在的網(wǎng)格質(zhì)量下降，則應(yīng)用松弛因子限制移動；

35、迭代上述過程，直至預(yù)設(shè)收斂標(biāo)準(zhǔn)或最大迭代次數(shù)。

36、作為本發(fā)明所述基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述電場強(qiáng)度梯度的計(jì)算包括以下步驟：

37、確定臨近節(jié)點(diǎn)集合中的某一臨近節(jié)點(diǎn)j和節(jié)點(diǎn)i之間的電場強(qiáng)度差值和距離；

38、根據(jù)所述電場強(qiáng)度差值和所述距離確定強(qiáng)度變化率；

39、確定臨近節(jié)點(diǎn)集合中的某一臨近節(jié)點(diǎn)j到節(jié)點(diǎn)i的方向，得到方向向量，并將所述強(qiáng)度變化率和所述方向向量相乘，得到電場強(qiáng)度梯度在此方向上的分量；

40、對所有鄰近節(jié)點(diǎn)的分量求和，得到節(jié)點(diǎn)i處的電場強(qiáng)度梯度；

41、所述電流密度的計(jì)算包括以下步驟：

42、對節(jié)點(diǎn)n和臨近節(jié)點(diǎn)集合中的某一臨近節(jié)點(diǎn)m，計(jì)算電流和對應(yīng)的截面積，得到單位面積的電流強(qiáng)度；

43、確定節(jié)點(diǎn)n指向臨近節(jié)點(diǎn)集合中的某一臨近節(jié)點(diǎn)m的方向向量；

44、并將所述單位面積的電流強(qiáng)度和方向向量相乘，并求和所有鄰近節(jié)點(diǎn)的電流密度分量，得到節(jié)點(diǎn)n處的總電流密度。

45、作為本發(fā)明所述基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述迭代誤差計(jì)算包括，

46、使用當(dāng)前非均勻網(wǎng)格和數(shù)值方法計(jì)算近似解，將實(shí)際解與近似解進(jìn)行比較，并使用均方誤差和相對誤差來計(jì)算誤差；

47、將計(jì)算出的誤差與預(yù)定的誤差容限進(jìn)行比較，如果誤差小于容限，則認(rèn)為當(dāng)前非均勻網(wǎng)格的精度滿足要求；否則，需要調(diào)整網(wǎng)格；

48、如果當(dāng)前非均勻網(wǎng)格的精度不滿足要求，利用細(xì)化非均勻網(wǎng)格或改變數(shù)值或調(diào)整參數(shù)來改變近似值，并重新計(jì)算誤差并判斷精度是否滿足要求；

49、記錄每次迭代的非均勻網(wǎng)格參數(shù)、近似解和誤差，確定最佳網(wǎng)格配置。

50、作為本發(fā)明所述基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述綜合權(quán)重分?jǐn)?shù)的計(jì)算如下式所示：

51、

52、其中，s為最終的綜合權(quán)重分?jǐn)?shù)函數(shù)；k為權(quán)重調(diào)整敏感度系數(shù)；s0為基準(zhǔn)權(quán)重分?jǐn)?shù)，wi(x)為初始權(quán)重函數(shù)，h(x)為可靠性權(quán)重函數(shù)，l(x)為負(fù)荷分布權(quán)重函數(shù)。

53、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析系統(tǒng)，其包括：

54、初始化模塊，用于基于電網(wǎng)數(shù)據(jù)建立電網(wǎng)分析模型，并基于所述電網(wǎng)分析模型初始化非均勻網(wǎng)格；

55、動態(tài)調(diào)整模塊，用于對所述非均勻網(wǎng)格進(jìn)行動態(tài)粗化或細(xì)化，并根據(jù)所述電網(wǎng)的變化動態(tài)調(diào)整所述非均勻網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)，若所述電網(wǎng)發(fā)生短路或短路時，重構(gòu)所述非均勻網(wǎng)格；

56、誤差計(jì)算模塊，用于對所述非均勻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行迭代誤差計(jì)算，判斷當(dāng)前非均勻網(wǎng)格精度，并確定最佳非均勻網(wǎng)格配置，基于所述最佳非均勻網(wǎng)格配置進(jìn)行電網(wǎng)分析。

57、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)上述的基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的任一步驟。

58、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述的基于動態(tài)網(wǎng)格劃分的電網(wǎng)分析方法的任一步驟。

59、本發(fā)明有益效果為通過自適應(yīng)算法識別關(guān)鍵區(qū)域和普通區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格密度的動態(tài)調(diào)整。這種非均勻網(wǎng)格劃分方法確保了在關(guān)鍵區(qū)域(如變電站、主干線路)保持高精度分析，同時在普通區(qū)域采用較粗的網(wǎng)格，有效平衡了計(jì)算精度和效率。引入了基于電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和電氣設(shè)備重要性的綜合權(quán)重模型。這使得網(wǎng)格劃分能夠動態(tài)適應(yīng)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況和重要性分布，提高了分析的準(zhǔn)確性和針對性。引入amr技術(shù)，使網(wǎng)格能夠根據(jù)電網(wǎng)流場的變化自動進(jìn)行細(xì)化或粗化。這大大提高了分析的靈活性和精度，尤其是在電網(wǎng)狀態(tài)快速變化時，通過移動網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置，使網(wǎng)格能夠更好地適應(yīng)電網(wǎng)流場的變化，而無需改變網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這提高了模型的穩(wěn)定性和計(jì)算效率，在電網(wǎng)發(fā)生重大變化(如短路、斷線)時，能夠觸發(fā)局部重構(gòu)網(wǎng)格功能。這確保了在異常情況下仍能維持高質(zhì)量的分析結(jié)果。通過定期進(jìn)行誤差估計(jì)，確保網(wǎng)格精度始終滿足要求。這種自校正機(jī)制提高了分析結(jié)果的可靠性。