[發明專利]一種電力系統復雜相繼故障仿真方法

有效

• 申請號: 201210289210.8
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102819644A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 徐群;張恒旭;王澤眾;王公仆;楊欣;楊慧
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司青島供電公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及一種電力系統的故障仿真方法，具體是一種電力系統中的復雜相繼故障仿真方法，屬于仿真技術領域。

背景技術

電力系統在運行過程中，不可避免的會發生故障，如何準確得知故障對電力系統的影響，人們進行了大量研究。針對電網物理屬性對電網崩潰的影響，研究認為電網具有典型的自組織臨界特性（Self-Organized?Criticality，SOC），相繼提出了三大類連鎖故障模型，主要包括：基于網絡拓撲結構的連鎖故障模型，基于元件級聯失效的連鎖故障模型和基于電網動態特性的連鎖故障及大停電事故模型。上述模型提供了一些電網SOC研究的一些方法，但主要采取潮流計算分析的方法。

然后實際停電統計數據卻揭示，相當一部分大停電演化中會由于大擾動（如線路三相短路永久故障等，故障后切除相應線路等）失去穩定，進而導致發電機切除、負荷切除以及潮流轉移，最終引發連鎖故障。因此，在電網大停電事故模型中，電力系統故障后，能否經過暫態過程達到新的穩態運行狀態或恢復到原來的狀態至關重要，因此需要考慮故障后的電力系統暫態穩定過程。如中國專利文獻CN102403717A中，公開了一種電力系統故障嚴重程度評價方法，步驟為：對目標電網系統自動生成故障集；選擇納入評價的節點；對故障集中的任一故障組進行機電暫態仿真計算，根據仿真過程信息判斷系統是否發生了功角、電壓、頻率失穩；分別按照功角、電壓、頻率三個指標計算出該故障的嚴重系統；將前述得到的三個嚴重系數進行加權組合得出綜合嚴重系統；重復前述步驟，完成對故障集中所有故障組的嚴重系統計算；對故障集中的各故障組按綜合嚴重系數由大到小進行排序，輸出一覽表。該技術方案公開的方法重點關注電力系統故障對暫態穩定性的影響，可快速地對目標電網眾多的故障類型按嚴重程度進行排序，找出影響系統安全穩定運行的約束性故障。該技術方案中，雖然考慮到嚴重故障對暫態穩定性的影響，但是僅提供了對嚴重故障進行評價的方法，未對嚴重故障的在暫態穩定問題上進行分析，人們仍然無法了解發生故障后電力系統的運行情況，無法提前采取措施應對電力系統在故障發生后造成的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中的復雜故障分析僅考慮線路過載導致的連鎖開斷、并未考慮復雜相繼開斷中打擾動引起的暫態問題，從而提供一種不僅考慮線路過載導致的連鎖開斷，而且考慮復雜相繼開斷中打擾動引起的暫態問題，分析更加準確的電力系統復雜相繼故障仿真方法。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種電力系統復雜相繼故障仿真方法，包括如下步驟：

（1）隨機故障場景生成，包括如下過程：

1.1、設置故障場景的數目，隨機選擇生成故障的線路，計算線路總長度；

1.2、導入基礎潮流數據，設置故障時間；

1.3、選擇故障線路，判斷線路狀態并進行故障生成；

1.4、隨機獲取無故障時間；

1.5、判斷是否滿足終止條件，不滿足轉到步驟1.3，否則終止故障生成；

（2）對每一個場景依次進行復雜相繼故障仿真，包括如下過程：

2.1、讀取步驟（1）中生成的故障場景的故障信息，統計故障總數；

2.2、按發生時間對故障進行排序；

2.3、導入潮流及動態數據，獲取第一個故障發生時間、隨后無故障持續時間；

2.4、設置故障操作，并根據故障操作后果判斷是否形成新的孤島，如果形成孤島則統計新孤島母線數并保存相關信息，孤島中母線數大于預設最大孤島母線數，則終止仿真；

2.5、進行兩個故障間的無故障仿真；

2.6、判斷系統是否失穩，如果失穩則統計失穩機組數目；

2.7、判斷是否處理完所有故障，如沒有處理完，則轉至步驟2.4；如處理完畢，終止仿真。

所述的電力系統復雜相繼故障仿真方法，在所述步驟（1）中，采用PSSE系統進行仿真。

所述的電力系統復雜相繼故障仿真方法，在所述步驟1.1中，計算線路總長度的方法為：首先計算或查找得到第i條線路的長度L_i，此處i為1至N，N為線路的總數目,再將所有的線路首尾依次相連，形成一個整體線路，線路總長度為D，

所述的電力系統復雜相繼故障仿真方法，在所述步驟1.3中選擇線路故障采用輪盤賭的方法，具體為：在半開半閉區間（0,D]內等概率隨機選擇一個數r，如果r位于線路i的始端和終端內，則線路i被選中為故障線路。