(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111512947.7 (22)申请日 2021.12.1 1 (71)申请人 沈阳工程学院 地址 110000 辽宁省沈阳市沈北新区蒲昌 路18号 (72)发明人 曲延华　张玉梅　林盛　赵东升　 (74)专利代理 机构 沈阳一诺君科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 2126 6 代理人 刘丽娟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制 方法及系统 (57)摘要 本发明公开了大规模电网电磁暂态自动建 模的主动控制方法， 获取电力系统中的变电站数 据和发电机数据， 选取发电机功角作为深度学习 模型的输入 特征， 去除波动性和相关性最大的特 征值， 采用皮尔逊相关系数衡量特征与结果的相 关程度； 将整个电力系统中所有同步发电机的转 子角的轨迹作为一个对象以得到发电机转子角 的轨迹簇 特征， 筛选所构造轨迹簇特征中的有用 特征， 去除冗余的特征； 基于轨迹簇特征构建多 维特征的皮尔逊相关系数热力图， 去除强相关特 征的皮尔逊相关系数热力图， 构建二阶混淆矩阵 以评价模型的具体性能以得到电磁暂态结果。 解 决大电网联合仿真时模型复杂、 仿真步长受限和 仿真速度慢的问题， 简化交直流大电网的安全运 行和运行效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114186415 A 2022.03.15 CN 114186415 A 1.一种大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取电力系统中的变电站数据和发电机数据， 变电站数据包括每条线路的各相电流、 各相电压、 开关量和计算得到的各种同步电流向量、 同步电压向量， 发电机数据包括 发电机 端的各相电压向量、 各相电流向量、 内电势同步相量、 发电机功角和开关量； 选取发电机功角作为深度学习模型的输入特征， 去 除波动性和相关性最大的特征值， 波动性为特征取值的波动情况， 采用方差进行衡量， 相关性为 目标结果和特征 的相关性的 下程度， 采用皮尔逊相关系数衡量特 征与结果的相关程度； 将整个电力系统中所有同步发电机的转子角的轨迹作为一个对象以得到发电机转子 角的轨迹簇特征， 筛选所构造 轨迹簇特征中的有用特 征， 去除冗余的特 征； 基于轨迹簇特征构建多维特征的皮尔逊相关系数热力图， 去除强相关特征的皮尔逊相 关系数热力图， 构建二阶混淆矩阵以评价模型的具体性能以得到电磁暂态结果。 2.根据权利要求1所述的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特征在于， 在构建深度学习模型之前进行模型数据转换时， 待转换数据的规模和转换关系式的差别可 以进行处理， 将同类型 的计算关系作为一个模块， 所有元件模型转换时均从该模块中进行 调用。 3.根据权利要求2所述的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特征在于， 采用PSASP与ATP ‑EMTP模型进行数据转换， PSASP为基于公共数据和模 型数据的三层体系结 构， 分别为公用数据和模型的资源库、 基于资源库的应用程序包、 计算数据库和分析工具； 当遇到数据转换关系时， 判断是 该模型属于哪个转换模块； 在建立的自定义模块库中进行查找， 若匹配到， 则根据该模块定义的参数转换关系完 成转换； 若不能匹配， 则已建立的自定义模块库中不存在该模型的转换关系以得到新的模型， 并将其特殊处 理后重新加入该模型的转换关系。 4.根据权利要求3所述的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特征在于， 模型转换程序中建立四个功能模块， 分别为 公用功能模块、 文本文件读写模块、 算法处理模 块和数据转换模块， 模型转换程序通过对文本文件读写模块和公用功能模块的调用实现待 转换模型数据的导入和预 处理， 根据制定的逻辑循环关系分别将各组模型分配至相应数据 转换模块， 其中， 公用功能模块用于给程序提供公用服务， 文本文件操作模块用于处理数据 转换前后文本文件的有关操作， 算法处理模块用于对PSASP向ATP ‑EMTP数据转换过程中出 现的新模型， 在定义模块中加入该模型 的转换规则， 数据转换模块用于将元件模型参数 的 对应关系和转换公式作为依据， 将其中的模型转换关系进 行总结以得到所有的自定义模块 的集合。 5.根据权利要求4所述的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特征在于， 模型转换程序执 行的过程 为： 指定需要 进行数据转换的文件， 读取 数据文件的全部信息； 对于待转换模型的数据按顺序依次读取， 判断出 该模型所属自定义模块的类型； 调用相应模块的自动转换规则进行数据转换， 程序通过对各个调用信息的不断识别， 进入到所属自定义模块的处理流程中， 经过若干次循环， 所有的模型数据全部处理完成后， 程序输出最终的数据文件；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114186415 A 2数据文件生成后， 通过修改文本文档的扩展名得到在ATP ‑EMTP中运行的可执行文件， 以建立待转换模型的电磁暂态模型。 6.根据权利要求1所述的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特征在于， 电磁暂态结果包括 发电机输出的有功功 率、 发电机输出的无功功 率、 发电机转子的功角、 发 电机的转子角速度、 发电机的转子加速度、 母线电压、 线路有功功率、 清除故障时间位置及 具体线路的信息、 是否稳定、 功角差最大时的周期数； 其中， 使用不同的故障清除时间对电力系统进行继电保护， 随着 故障清除时间的增长， 失稳样本数量逐步增加， 当发生故障时， 由原动机传输给发电机的功 率无法瞬时变化， 此时 负荷发生改变， 原本给负荷多 出的能量转移至发电机转子上， 使发电机的转速开始增加， 电 力系统稳定由发电机的电磁功 率等于负荷消耗的功 率， 负荷包括 发电机、 变压器、 线路以及 用户在内的所有消耗功率。 7.根据权利要求6所述的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制方法， 其特征在于， 当故障清除时间越来越长时， 转子动能增加即等面积原则中加速面积越来越大， 减速面积 越来越小； 当加速面积大于减速面积时， 发电机的清除功角大于极限清除角， 电力系统无法再次 进入新的稳定状态或回到原来状态， 使电力系统失去平衡。 8.一种根据权利要求1 ‑7任一项所述的大规模电网电磁 暂态自动建模的主动控制方法 的大规模电网电磁暂态自动建模的主动控制系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取电力系统中的变电站数据和发电机数据， 变电站数据包括每条线 路的各相电流、 各相电压、 开关量和 计算得到的各种同步电流向量、 同步电压 向量， 发电机 数据包括发电机端的各相电压向量、 各相电流向量、 内电势同步相量、 发电机功角和开关 量； 判定模块， 用于选取发电机功角作为深度学习模型的输入特征， 去 除波动性和相关性 最大的特征值， 波动性为特征取值的波动情况， 采用方差进 行衡量， 相关性为目标结果和特 征的相关性的下程度， 采用皮尔逊相关系数衡量特 征与结果的相关程度； 筛选模块， 用于将整个电力系统中所有同步发电机的转子角的轨迹作为一个对象以得 到发电机转子角的轨 迹簇特征， 筛选所构造 轨迹簇特征中的有用特 征， 去除冗余的特 征； 构建模块， 用于基于轨迹簇特征构建多维特征的皮尔逊相关系数热力图， 去 除强相关 特征的皮尔逊相关系数热力图， 构建二阶混淆矩阵 以评价模型的具体性能以得到电磁暂态 结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114186415 A 3