[發明專利]一種復雜電網自組織臨界狀態的辨識方法

無效

• 申請號: 201310273562.9
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103311925A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 鄭偉;劉文穎;智勇;梁才;拜潤卿;但揚清;梁琛;劉茜;韓旭杉;盧甜甜;楊勇;蔡萬通;周喜超;文晶;崔力心;郭鵬;倪賽賽;李俊游;杜波
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;甘肅省電力公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京麟保德和知識產權代理事務所(普通合伙) 11428
• 代理人: 周愷豐

技術領域

本發明屬于電力系統連鎖故障預防技術領域，尤其涉及一種復雜電網自組織臨界狀態的辨識方法。

背景技術

自組織臨界理論最早用于闡述并分析非線性的、無序復雜系統的行為特征。該理論建立后，即在工程、自然和社會等諸多領域產生了深刻的影響。進入21世紀以后，自組織臨界理論被廣泛應用于電力系統。該理論認為：電網總是處于持續的非平衡狀態；而又由于電力系統內部要素之間的作用，又進一步自發性地驅使系統運行到一種臨界穩定的狀態，即臨界態。當電力系統處于這種自組織臨界狀態時，任何微小的擾動都有可能引發意外的后果，甚至引發電力系統連鎖故障事件并最終導致災變，即大停電事故發生。因此，如果對電網自組織臨界態能夠進行有效的辨識，對預防連鎖故障的發生具有重要的現實意義。

目前對系統自組織臨界性的識別，都是對海量已知電網事故數據進行時間序列分析，從而得出宏觀臨界特征，最終從統計學角度分析及預測系統的動態行為。比如，在《電網組織結構對其自組織臨界性的影響》（電力系統保護與控制，梁才、劉文穎、溫志偉、平德明，2010年10月16日，第38卷第20期）中，給出了一種通過快動態過程和慢動態過程，并考慮輸電線路擴容、負荷水平和發電容量增長等因素，判斷電網非長期演化過程中的自組織臨界狀態的方法。該方法采用牛頓拉夫遜交流算法計算系統的潮流分布，必要時通過調整系統有功輸入／輸出來找到新的運行點以計算損失負荷。然而，現有的方法都有難以克服的局限性，即缺乏對當前運行的電網自組織臨界態的明確表征，對電網調度人員指導意義不大。電網調度人員關心的是當前電網是否處于自組織臨界態、發生連鎖故障的概率，以及發生連鎖故障后負荷損失的大小和發生大規模負荷損失停電事故的相對概率，即電網自組織臨界態的量化刻畫問題，這是進行電網自組織臨界態辨識首要解決的基礎問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種復雜電網自組織臨界狀態的辨識方法，用以解決現有自組織臨界狀態辨識方法存在的不足。

為了實現上述目的，本發明提出的技術方案是，一種復雜電網自組織臨界狀態的辨識方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：獲取電網發生隨機故障的實際負荷損失；

步驟2：根據電網發生隨機故障的實際負荷損失和設定的負荷損失量，計算電網發生隨機故障的累計概率；

步驟3：對設定的負荷損失量和所述累計概率進行回歸分析從而確定電網是否處于自組織臨界狀態；當電網處于自組織臨界狀態時，執行步驟4；電網不處于自組織臨界狀態時，結束流程；

步驟4：計算電網負荷損失期望值并確定電網發生負荷損失故障的相對概率。

所述獲取電網發生隨機故障的實際負荷損失包括如下子步驟：

子步驟101:設定電網發生隨機故障的次數K，令j=1；

子步驟102：隨機地選擇一條線路進行開斷操作，通過直流潮流計算法計算每條線路的潮流；

子步驟103：檢查是否存在線路的潮流超過該條線路的潮流極限，如果存在線路的潮流超過該條線路的潮流極限，則執行子步驟104；否則，執行子步驟105；

子步驟104：斷開該條線路同時斷開所述斷開線路的相鄰線路中存在隱藏故障的線路，判斷電網中是否存在網絡解裂和丟失負荷的情況，若存在網絡解裂和丟失負荷的情況，則執行子步驟105；否則，返回子步驟101；

子步驟105：統計本次隨機故障的切除負荷量s_j，令j=j+1，判斷j>K是否成立，如果j>K，則執行子步驟106；否則，返回子步驟101;

子步驟106：令S=[s₁,s₂,...s_K]，S即為電網發生隨機故障的實際負荷損失。

所述計算電網發生隨機故障的累計概率包括如下子步驟：

子步驟201：根據公式計算每個設定的負荷損失量x_l的概率分布；其中，x_l是設定的負荷損失量，是切除負荷量s_j等于設定的負荷損失量x_l的頻次，j=1,2,...,K，K是電網發生隨機故障的次數，l=1,2,...,n，n是設定的負荷損失量的數目；

子步驟202：根據公式計算電網發生隨機故障的累計概率；其中，y_i是設定的負荷損失量為x_i時電網發生隨機故障的累計概率，K是電網發生隨機故障的次數，i=1,2,...,n，n是設定的負荷損失量的數目。