[發明專利]基于綜合風險指標的電力系統連鎖故障樹搜索方法和系統

有效

• 申請號: 201410309504.1
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104111986B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 周保榮;邸鵬宇;李蓉蓉;管霖;王素云;馬義松;金小明
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;華南理工大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

1.一種基于綜合風險指標的電力系統連鎖故障樹搜索方法，其特征在于，所述方法包括：

A、獲取連鎖故障備選設備的綜合風險指標；所述綜合風險指標采用如下方式獲取：

獲取每一連鎖故障中備選設備的故障可能性指標；所述備選設備的故障可能性指標通過如下方式獲得：

首先，獲取備選設備的潮流變化量指標和潮流越限指標；然后，結合潮流變化量指標和潮流越限指標得到備選設備的故障可能性指標；潮流越限指標采用如下公式得到：

其中，為在第m級故障發生后備選故障集中的設備潮流越限指標，為在第m次連鎖故障后設備所傳輸的復功率，為設備的額定容量，該指標表示在第m級故障發生后，備選故障集中的設備上的潮流越限情況；

潮流變化量指標采用如下公式得到：

其中，為在第m級故障發生后備選故障集中的設備潮流變化量指標，為在第m次連鎖故障后設備所傳輸的復功率，為在第m次連鎖故障前設備所傳輸的復功率，為設備的額定容量，該指標表示第m級事件發生后，備選故障集中的設備上的復功率與該故障事件發生前的復功率之間的相對變化量，若該指標較大，說明第m級故障后該設備潮流增長的幅度較大；

結合上述兩個指標，定義故障可能性指標如下：

其中，為備選故障集中設備發生第m+1級故障的可能性指標，為備選故障集中設備發生第m+1級故障的權重系數，為在第m級故障發生后設備所傳輸的復功率，L為備選設備數；

根據所述故障可能性指標得到連鎖故障備選設備的連鎖故障概率指標，并根據預先設定的概率閾值確定連鎖故障鏈的下一級故障設備集；

計算故障設備集中設備故障的嚴重度指標；

綜合概率指標和嚴重度指標得到綜合風險指標；綜合風險指標計算方法如下：

其中，為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i發生第m+1級故障的綜合風險指標，為設備h_i發生第m+1級故障的概率，為設備h_i故障后的嚴重度綜合指標，為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i故障后系統潮流發散嚴重度指標；為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i故障后系統母線低電壓嚴重度指標；為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i故障后系統設備過負荷嚴重度指標；

B、根據綜合風險指標對連鎖故障鏈的下一級連鎖故障設備進行排序；所述步驟B具體包括：通過對可能設備集H⁽¹⁾_m+1中各設備的綜合風險指標進行排序，篩選出發生概率高于預定閾值且造成后果嚴重的n個設備，組成第m+1級故障設備集G；

C、循環搜索得到最終的連鎖故障樹，并獲取該故障樹中每條連鎖故障鏈的風險指標；

風險指標采用如下公式得到：

取其中一條連鎖故障鏈Z_m⁽ⁱ⁾＝{z₁,z₂,...z_n}，該連鎖故障鏈的風險指標如下：

其中，為第i條連鎖故障鏈中設備z_j的故障概率，n為第i條連鎖故障鏈的設備個數，P(i)為第i條連鎖故障鏈出現的概率，wZ_j(i)為第i條連鎖故障鏈中設備z_j的嚴重度指標，R_m(i)為故障樹T_m中第i條連鎖故障鏈的風險指標。

2.一種基于綜合風險指標的電力系統連鎖故障樹搜索系統，其特征在于，所述系統包括：

獲取單元，用于獲取連鎖故障備選設備的綜合風險指標；所述綜合風險指標采用如下方式獲?。?/p>

獲取每一連鎖故障中備選設備的故障可能性指標；所述備選設備的故障可能性指標通過如下方式獲得：

首先，獲取備選設備的潮流變化量指標和潮流越限指標；然后，結合潮流變化量指標和潮流越限指標得到備選設備的故障可能性指標；潮流越限指標采用如下公式得到：

其中，為在第m級故障發生后備選故障集中的設備潮流越限指標，為在第m次連鎖故障后設備所傳輸的復功率，為設備的額定容量，該指標表示在第m級故障發生后，備選故障集中的設備上的潮流越限情況；

潮流變化量指標采用如下公式得到：

其中，為在第m級故障發生后備選故障集中的設備潮流變化量指標，為在第m次連鎖故障后設備所傳輸的復功率，為在第m次連鎖故障前設備所傳輸的復功率，為設備的額定容量，該指標表示第m級事件發生后，備選故障集中的設備上的復功率與該故障事件發生前的復功率之間的相對變化量，若該指標較大，說明第m級故障后該設備潮流增長的幅度較大；

結合上述兩個指標，定義故障可能性指標如下：

其中，為備選故障集中設備發生第m+1級故障的可能性指標，為備選故障集中設備發生第m+1故障級的權重系數，為在第m級故障發生后設備所傳輸的復功率，L為備選設備數；

根據所述故障可能性指標得到連鎖故障備選設備的連鎖故障概率指標，并根據預先設定的概率閾值確定連鎖故障鏈的下一級故障設備集；

計算故障設備集中設備故障的嚴重度指標；

綜合概率指標和嚴重度指標得到綜合風險指標；

綜合風險指標計算方法如下：

其中，為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i發生第m+1級故障的綜合風險指標，為設備h_i發生第m+1級故障的概率，為設備h_i故障后的嚴重度綜合指標， 為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i故障后系統潮流發散嚴重度指標；為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i故障后系統母線低電壓嚴重度指標；為可能設備集H⁽¹⁾_m+1中某一設備h_i故障后系統設備過負荷嚴重度指標；

排序單元，用于根據綜合風險指標對連鎖故障鏈的下一級連鎖故障設備進行排序；所述排序單元中具體包括：通過對可能設備集H⁽¹⁾_m+1中各設備的綜合風險指標進行排序，篩選出發生概率高于預定閾值且造成后果嚴重的n個設備，組成第m+1級故障設備集G；

搜索單元，用于循環搜索得到最終的連鎖故障樹，并獲取該故障樹中每條連鎖故障鏈的風險指標；

風險指標采用如下公式得到：

取其中一條連鎖故障鏈Z_m⁽ⁱ⁾＝{z₁,z₂,...z_n}，該連鎖故障鏈的風險指標如下：

其中，為第i條連鎖故障鏈中設備z_j的故障概率，n為第i條連鎖故障鏈的設備個數，P(i)為第i條連鎖故障鏈出現的概率，wZ_j(i)為第i條連鎖故障鏈中設備z_j的嚴重度指標，R_m(i)為故障樹T_m中第i條連鎖故障鏈的風險指標。