Graph convolutional network based voltage sag assessment of power grid

Zhang Yi; Zhao Wei; Li Chuandong; Zhang Jiazhong

doi:10.16081/j.epae.202512025

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Graph convolutional network based voltage sag assessment of power grid

ANALYSIS AND RESEARCH | 更新时间：2026-04-30

- Graph convolutional network based voltage sag assessment of power grid
- Electric Power Automation Equipment Vol. 46, Issue 5, Pages: 191-198(2026)
- 作者机构：
  
  1.福州大学电气工程与自动化学院，福建福州 350108
  2.福建农林大学机电工程学院，福建福州 350100
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Science and Technology Plan Lea-ding Project of Fujian Province(2020H0009)
- DOI：10.16081/j.epae.202512025
  CLC： TM711
- Received：15 March 2025，
  
  Revised：2025-08-27，
  
  Online First：30 December 2025，
  
  Published：10 May 2026
- 稿件说明：
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张逸,赵微,李传栋等.基于图卷积网络的电网电压暂降评估[J].电力自动化设备,2026,46(05):191-198.

Zhang Yi,Zhao Wei,Li Chuandong,et al.Graph convolutional network based voltage sag assessment of power grid[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(05):191-198.
张逸,赵微,李传栋等.基于图卷积网络的电网电压暂降评估[J].电力自动化设备,2026,46(05):191-198. DOI： 10.16081/j.epae.202512025.

Zhang Yi,Zhao Wei,Li Chuandong,et al.Graph convolutional network based voltage sag assessment of power grid[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(05):191-198. DOI： 10.16081/j.epae.202512025.

摘要

传统的电压暂降评估方法在电网运行方式变化时需重新进行海量故障仿真，无法满足实时性需求。针对上述问题，提出了一种基于图卷积网络的电压暂降评估方法。根据已有运行方式下电压暂降故障仿真数据构建电压暂降特征图并将其作为模型输入；搭建图卷积网络的评估模型，并基于网络拓扑关系挖掘电网运行方式、故障信息与节点电压暂降之间复杂的非线性映射；利用搭建好的模型评估机组启停和负荷水平等运行方式改变后的各节点电压暂降水平。通过对IEEE 39节点系统以及华东某地区的实际网架进行实例分析，证明了所提方法的准确性，且所提方法能有效缩短98.8 %的评估时间，大幅提高了电网电压暂降评估效率。

Abstract

Traditional assessment methods require extensive fault simulations to be redone whenever there are changes in the operating modes of the power grid，which cannot meet the real-time requirements. To address these issues，a graph convolutional network（GCN） based voltage sag assessment method is proposed. A voltage sag feature graph is constructed from the existing simulation data during voltage sag faults under current operating modes，which serves as the input for the model. A GCN based assessment model is built to excavate the complex nonlinear mapping between the power grid operating mode，fault information，and node voltage sag based on the network topology relationship. Then the developed model is employed to assess voltage sag level of each node after the change of operating condition such as generator unit start-stop and load level variations. Through case studies of the IEEE 39-bus system and the actual grid in a region of East China，the accuracy of the proposed method is demonstrated，and the assessment time can be effectively reduced by 98.8 %，which significantly improves the efficiency of power grid voltage sag assessment.

关键词

Keywords

references

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