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龙图腾网获悉北京交通大学;国网上海市电力公司申请的专利考虑极限生存能力的城市电网韧性提升规划方法和装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119692647B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411460032.X，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权考虑极限生存能力的城市电网韧性提升规划方法和装置是由王颖;时珊珊;许寅;刘晋萍;魏新迟;张琪祁设计研发完成，并于2024-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑极限生存能力的城市电网韧性提升规划方法和装置在说明书摘要公布了：本发明提供了一种考虑极限生存能力的城市电网韧性提升规划方法。该方法包括：获取极限生存对城市电网系统动态响应能力的需求分析；根据所述需求分析，建立考虑电源构成及动态能力的系统极限生存需求模型；基于所述系统极限生存需求模型建立多层级局部电网韧性规划优化决策模型，对所述多层级局部电网韧性规划优化决策模型进行求解，获取城市电网韧性提升规划方案。本发明兼顾局部电网动态需求与稳态需求的韧性提升规划，提供一种考虑极限生存动态能力的城市电网韧性提升规划方法，以提高电力系统遭受大的故障后转为局部电网运行的频率安全保障能力，并保障规划措施的经济运行效益。

本发明授权考虑极限生存能力的城市电网韧性提升规划方法和装置在权利要求书中公布了：1.一种考虑极限生存能力的城市电网韧性提升规划方法，其特征在于，包括： 获取极限生存对城市电网系统动态响应能力的需求分析； 根据所述需求分析，建立考虑电源构成及动态能力的系统极限生存需求模型； 基于所述系统极限生存需求模型建立多层级局部电网韧性规划优化决策模型，对所述多层级局部电网韧性规划优化决策模型进行求解，获取城市电网韧性提升规划方案； 所述的获取极限生存对城市电网系统动态响应能力的需求分析，包括： 采用惯性中心频率来代表系统频率，根据系统等效惯性时间常数、机组在额定转速下的转子动能、机组的额定容量和系统功率缺额获取扰动瞬间的系统频率变化率，根据电源在系统频率动态的不同时间尺度的支撑作用，采用各类资源的惯量支撑能力、百毫秒级响应能力和秒级响应能力来描述资源动态频率支撑能力，建立适用于规划决策的坚强局部电网系统频率动态能力响应需求约束； 所述的根据所述需求分析，建立考虑电源构成及动态能力的系统极限生存需求模型，包括： 根据不同资源一次调频的响应时间，将资源响应能力划分为百毫秒级响应和秒级响应，在规划过程中考虑的电力系统频率安全指标包括：1ROCOF；2频率最低点； 根据系统的ROCOF约束、总惯量表示和频率最低点约束组成系统极限生存需求模型； 所述的根据所述需求分析，建立考虑电源构成及动态能力的系统极限生存需求模型，包括： 根据不同资源一次调频的响应时间，将资源响应能力划分为百毫秒级响应和秒级响应，综合考虑秒级响应的电源和百毫秒级响应的电源的频率动态变化过程用一阶摆动方程描述，即： 式中：为频率偏差；为系统等效惯性时间常数；为阻尼系数；，表示系统的资源响应功率；为系统调度控制响应功率；为系统的扰动功率； ROCOF约束如下： 系统的总惯量表示为 式中：为系统的总惯量，即系统等效惯性时间常数；为同步机组节点i的惯性常数；为机组i的容量；为逆变器接口电源n的惯性常数；为逆变器接口电源n的额定功率； 频率最低点约束如下： 对式5两端求积分得到： 式中：为t时刻的频率偏差；；；为百毫秒级响应的完全响应时间；为切负荷量； 将式8进行等式变换，并将标幺值转化为有名值，得到t时刻的频率偏差为： 通过将频率偏差的导数设置为0，从式5中得到频率到达最低点的时间： 将式10代入式9，对频率表达式进行变换，得到频率最低点约束为： 由公式6、7、11组成系统极限生存需求模型； 所述的基于所述系统极限生存需求模型建立多层级局部电网韧性规划优化决策模型，对所述多层级局部电网韧性规划优化决策模型进行求解，获取城市电网韧性提升规划方案，包括： 设置局部电网内部资源部署原则如下：源侧来看，考虑局部电网极限生存所需的内部电源稳态支撑能力和动态支撑能力；网侧来看，考虑差异化补强连接多个源荷对的主干网架，且需要确保保障电源与负荷距离尽可能近； 设置多层级局部电网韧性规划优化决策模型的目标函数，设置主要目标为最大化负荷的保障电源数目，设置次要目标为最小化供电距离，设置所述目标函数的规划成本约束、局部电网单商品流约束、重要负荷多级保障约束、规划原则约束、规划变量逻辑及预算约束和局部电网动态响应能力需求约束： 基于所述目标函数和各种约束条件建立混合整数非线性的多层级局部电网韧性规划优化决策模型，采用线性化方法将混合整数非线性的多层级局部电网韧性规划优化决策模型变为混合整数线性的多层级局部电网韧性规划优化决策模型，利用求解器对混合整数线性的多层级局部电网韧性规划优化决策模型进行求解，所述城市电网韧性提升规划方案包括各个电压等级的新增电源的容量、位置、类型及其惯量常数和有功功率调节系数，线路升级加固的状态信息，以及各孤岛的节点分布情况； 所述的设置多层级局部电网韧性规划优化决策模型的目标函数，设置主要目标为最大化负荷的保障电源数目，设置次要目标为最小化供电距离，设置所述目标函数的规划成本约束、局部电网单商品流约束、重要负荷多级保障约束、规划原则约束、规划变量逻辑及预算约束和局部电网动态响应能力需求约束，包括： 设置多层级局部电网韧性规划优化决策模型的目标函数如下： 设置主要目标为最大化负荷的保障电源数目，设置次要目标为最小化供电距离； 式中，R表示保障电源数目的权重总和，即负荷被保障的电源数量；为权重系数，表示最终规划方案对供电路径的重视程度；为所有局部电网单商品流约束的惩罚项；表示负荷是否在电源为中心的局部电网中，是0-1变量；为局部电网索引；为所有负荷节点索引；为重要负荷节点索引；L表示供电路径的总长度；为二进制变量，表示重要负荷是否由电源所保障；表示重要负荷被电源保障的供电路径长度；表示负荷节点的重要程度等级； 设置所述目标函数的规划成本约束为： 式中，表示规划所需的成本总和；表示规划预算成本上限；表示线路、保障性电源、变电站的新建成本；表示线路、保障性电源、变电站的升级成本；、、均为二进制变量，表示该种资源是否新增；、、均为二进制变量，表示该种资源是否升级； 设置所述目标函数的局部电网单商品流约束为： 其中是连续变量，表示以电源为中心的局部电网中线路流过的虚拟潮流大小，为已知变量，表示非根节点的虚拟需求,为数值很大的正实数，是节点集合，是负荷所在的层级，电源所在的层级，是线路所在的层级； 式18和19是商品流约束，确保图的连通性，式20和式21是为了满足保供原则，实现低电压等级电源不能给高电压等级负荷供电的约束； 设置所述目标函数的重要负荷多级保障约束为： 式中，l为负荷索引、s为电源索引、ijk为节点索引；、表示由电源s供给负荷l的流过线路的有功功率；表示负荷l的有功功率；表示电源s供给负荷l的有功功率；为二进制变量，表示线路i,j是否处于升级状态新建，即线路i,j是否已进行了升级新建；、表示元件所属的电压等级；为二进制变量，表示电源s是否被新增升级；表示线路的长度；为二进制变量，表示负荷l由电源s供电的情况下，线路i,j是否带电；表示如果线路i,j处于升级状态，则该线路长度的权重为1，否则为0； 设置所述目标函数的规划原则约束为： 式中，表示负荷l在层级c下的保障电源数目；分别表示特级重要用户集合、一级重要用户集合、二级重要用户集合；c为层级索引； 设置所述目标函数的规划变量逻辑及预算约束为： 式中，、分别表示待新建的线路、电源、变电站集合；、分别表示无需新建的线路、电源、变电站集合；、分别表示已经升级的线路、电源、变电站集合；为二进制变量，表示变电站b是否被升级； 设置所述目标函数的局部电网动态响应能力需求约束为： 式中，为扰动后的ROCOF及安全限制；为频率基准值；为局部电网的功率缺额；为局部电网的切负荷功率；为局部电网的等效惯量；、分别表示同步机组及逆变器接口电源的惯性常数；、分别表示同步机组节点及逆变器接口电源是否属于局部电网；为同步机组节点i的PFR功率；为逆变器接口电源n的FFR功率；表示系统允许的最大频率偏差；、分别表示逆变器接口电源及同步机组的完全响应时间。

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