(19)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 202211125226.5 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 陕西智简美科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区高新 一 路25号创新大厦S418 (72)发明人 郑先成　罗美君　 (74)专利代理 机构 西安启诚专利知识产权代理 事务所(普通 合伙) 61240 专利代理师 李艳春 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与 优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用于MBSE的独立电力 系统稳健性 分析与优化方法， 包括步骤： 一、 建立 基于仿真的独立电力系统稳健性分析流程， 包 括： 101、 额定设计； 102、 灵 敏度分析； 103、 统计分 析； 104、 应力分析； 105、 故障模式分析； 二、 进行 基于稳健度的独立电力系统稳健性评估， 包括： 201、 确定独立电力系统稳健性评估指标； 2 02、 确 定独立电力系统稳健性评估方式； 2 03、 对独立电 力系统稳健性进行评估； 三、 基于帕累托分析进 行独立电力系统稳健设计优化， 包括： 301、 基于 帕累托分析进行独立电力系统参数分析； 302、 进 行独立电力系统稳健优化设计定参。 本发明能够 优化既定设计的系统性能， 提升独立电力系统稳 健性。 权利要求书6页 说明书16页 附图11页 CN 115455699 A 2022.12.09 CN 115455699 A 1.一种适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与优化方法， 其特征在于， 该方法包括 以下步骤： 步骤一、 建立基于 仿真的独立电力系统稳健 性分析流 程， 包括： 步骤101、 额定设计： 搭建独立电力系 统的系统模型， 对额定状态下的独立电力系统的 模型进行时域仿真， 获取电压、 电流的仿真数据， 并利用电压、 电流的仿真数据来分析稳态 特性指标和 动态特性指标这两级指标， 确保独立电力系统在额定条件下按照预期的性能规 范执行； 步骤102、 灵敏度分析： 根据所设置的参数扰动比例d％分别对系统模型的各参数施加 微小的正扰动、 负 扰动， 分别进 行系统仿 真并记录系统响应动态特性指标， 计算不同参数相 对于不同系统响应动态特性指标的灵敏度标幺值， 直至完成系统模型中所有参数的灵敏度 分析； 步骤103、 统计分析： 模拟噪声因素对独立电力系统模型进行基于拉丁超立方采样的蒙 特卡洛仿真， 获得对所建立的系统模型参数具有不确定噪声因素下稳态特性指标和 动态特 性指标这两级指标的信息； 步骤104、 应力分析： 从统计分析中符合稳态特性指标要求的仿真结果中搜索各元件出 现的电压、 电流数据， 求得最大应力率， 并根据最大应力率进行应力分析； 步骤105、 故障模式分析： 对需要分析的故障在独立电力系统的系统模型中进行建模， 通过设置部件以多种方式在特定时间发生故障， 研究当部件出现单一故障或者组合 故障模 式时如何影响系统性能， 并得到故障模式下系统两级指标分析 结果； 步骤二、 进行基于稳健度的独立电力系统稳健 性评估， 包括： 步骤201、 确定独立电力系统稳健 性评估指标； 步骤202、 确定独立电力系统稳健 性评估方式； 步骤203、 根据步骤202确定的独立电力系统稳健性评估方式对独立电力系统稳健性进 行评估； 步骤三、 基于帕累托分析进行独立电力系统稳健设计优化， 包括： 步骤301、 基于帕累托分析进行独立电力系统参数分析； 步骤302、 进行独立电力系统稳健优化设计定参。 2.按照权利要求1所述的适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与优化方法， 其特征 在于： 将步骤101和步骤103中所述稳态特性指标定义为一级指标， 用于体现独立电力系统 的稳态功能， 表明当前系统处在稳定运行状态； 将步骤101和步骤103中所述动态特性指标 定义为二级指标， 用于体现独立电力系统的动态性能， 衡量系统受到不同扰动的时候的动 态性能优劣， 在保证稳态性能满足要求的情况 下实现系统设计的优中选优。 3.按照权利要求1所述的适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与优化方法， 其特征 在于： 步骤101中所述 额定设计的具体过程 为： 步骤1011、 开始； 步骤1012、 搭建目标独立电力系统的系统模型； 步骤1013、 将模型参数设置在额定状态； 步骤1014、 将模型仿真工况设置在额定状态； 步骤1015、 系统时域仿真得到模型输出电压、 电流仿真数据；权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115455699 A 2步骤1016、 提取 稳态特性指标； 步骤1017、 判断稳态特性指标是否满足设计要求， 当稳态特性指标满足设计要求时， 执 行步骤1018； 否则， 当稳态特性指标不满足设计要求时， 返回执 行步骤1013； 步骤1018、 提取动态特性指标； 步骤1019、 判断动态特性指标是否满足设计要求， 当动态特性指标满足设计要求时， 执 行步骤101 10； 否则， 当动态特性指标不满足设计要求时， 返回执 行步骤1013； 步骤10110、 结束。 4.按照权利要求1所述的适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与优化方法， 其特征 在于： 步骤102中所述灵敏度分析的具体过程 为： 步骤1021、 开始； 步骤1022、 设置系统模型参数扰动比例d％； 步骤1023、 选择 下一个系统模型参数； 步骤1024、 分别给参数施加微小的正扰动和负扰动； 步骤1025、 进行系统仿真得到模型输出电压电流响应； 步骤1026、 提取动态性能指标； 步骤1027、 分别计算此参数相对于不同动态性能指标的正扰动灵敏度 标幺值和 负扰动 灵敏度标幺值； 步骤1028、 判断是否全部参数的正扰动灵敏度 标幺值和负扰动灵敏度 标幺值已计算完 成， 当计算完成时， 执 行步骤102 9； 否则， 当计算未完成时， 返回执 行步骤1023； 步骤1029、 结束。 5.按照权利要求4所述的适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与优化方法， 其特征 在于： 步骤102 2中所述参数扰动比例d％的取值 为小于等于 5％； 步骤1027中所述正扰动灵敏度标幺值和负扰动灵敏度标幺值的计算公式为： 其中， Sensitivity ′为正扰动灵敏度标幺值或负扰动灵 敏度标幺值， mnow为灵敏度分析仿真中提 取的动态性能指标值， mrated为额定设计中提取的动 态性能指标值。 6.按照权利要求1所述的适用于MBSE的独立电力系统稳健性分析与优化方法， 其特征 在于： 步骤10 3中所述统计分析的具体过程 为： 步骤1031、 开始； 步骤1032、 创建要观察的系统模型关键参数列表； 步骤1033、 为各关键参数指定分布及容差范围； 步骤1034、 给定估计精度和置信水平， 计算 蒙特卡洛 仿真所需的最小仿真次数Nmin； 步骤1035、 在步骤1033确定的容差范围内对输入参数进行拉丁超立方采样， 产生满足 分布的Nmin组参数组合样本； 取参数组数i的初始值为1， 取统计分析中系统稳定次数n的初 始值为0； 步骤1036、 将第i组参数注入系统模型； 步骤1037、 系统时域仿真得到模型输出电压、 电流仿真数据； 步骤1038、 提取稳态特性指标；权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115455699 A 3