大规模配电网络雷电性能评估的三阶段加速方法

《Energies》：Layer-Specific Porosity Effects and Model-Driven Conditional Screening in Bilayer Ni–YSZ Fuel Electrodes

　　

摘要

评估真实、大范围且高度分支配电网络的雷电性能在计算上代价高昂：它需要对大量蒙特卡洛事件进行电磁场与线路的耦合。本文提出了一种三阶段加速方法，在不牺牲精度的前提下减轻这一负担。首先通过解析估算对事件进行预筛选，使仅有危险事件进入完整的耦合仿真。随后将照射范围限制在距离阈值以内，其余线路用保留分支拓扑反射特性的频变模型表示。最后，对于无法在单个工况中容纳的网络，一个可选阶段将网络划分为独立求解并重构的子网络。每个阈值均基于相同的雷击与全保真度参考进行标定，所得数值作为该馈线的保守建议。此外还处理了两个要素：一个遵循网络几何形状的暴露缓冲区，以及一个停止准则。该方法在一个真实的13.2 kV农村馈线上进行评估，该馈线全长116公里，覆盖范围约为24公里×24公里，暴露面积为178 km。加速仅作用于间接雷击，即唯一需要场-线耦合的雷击类型；直接雷击则单独进行仿真与报告。计算成本降低了十倍以上，而间接雷击超越率的误差保持在约1（百分点），一次独立的20万次雷击模拟验证了统计一致性。收敛性应根据超过目标电压的事件数量来判断，而非依据估计值的表面稳定。