[發明專利]一種具備N-2開斷快速掃描功能的在線靜態安全分析方法

有效

• 申請號: 201410331888.7
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104092210A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 湯必強;於益軍;姚建國;楊勝春;馮樹海;楊爭林;李峰;王禮文;石飛;徐鵬
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種分析方法，具體講涉及一種具備N-2開斷快速掃描功能的在線靜態安全分析方法。

背景技術

電力系統安全分析的目的是用預想事故分析的方法來預知系統是否存在安全隱患，以便及早采取相應的措施防止系統發生大的事故。十九世紀六十年代中期在美國發生的多次大停電事故促進了電力系統安全分析的進展。電力系統安全分析主要包括靜態安全分析和動態安全分析兩部分。靜態安全分析判斷在發生預想事故后系統是否會過負荷或電壓越限；動態安全分析判斷在發生預想事故后系統是否會失穩。

當前，電力系統在線靜態安全分析軟件模塊已經成為電網調度自動化系統的標準配置模塊，廣泛應用于各級電網調度控制中心，是保證系統安全運行的重要手段之一。《電力系統安全穩定導則》中明確要求“應用N-1原則，逐個無故障斷開線路、變壓器等元件，檢查其他元件是否因此過負荷和電網低電壓，用以檢驗電網結構強度和運行方式是否滿足安全運行要求”。因此，現有在線靜態安全分析主要考慮的預想故障以N-1開斷故障為主，輔以根據規則和經驗人工定義的多重故障。但是，近年來國際上發生的大停電事故主要都是由于連鎖故障或獨立相繼故障所引起的。基于規則、經驗的多重故障選擇，有可能漏選部分可能產生嚴重后果的N-2開斷組合，所以面向所有設備的N-2開斷組合進行靜態安全分析具有重要意義。而對于N-2開斷故障，由于故障組合數巨大，總體計算量比N-1開斷要顯著增加，目前在實際在線靜態安全分析軟件中鮮有考慮，其瓶頸主要是計算速度問題。

在電網調度自動化系統中，電力系統靜態安全分析功能模塊用于評估電力系統中的某些元件或元件組合發生故障時，對電力系統安全運行可能產生的影響，計算可能引起系統元件越限的故障發生時系統的運行狀態，對整個電網的安全水平進行評估，對可能引起電網安全運行構成威脅的故障進行警示，并評價這些故障對系統安全運行的影響。現有在線靜態安全分析的預想故障集主要包括N-1開斷故障集以及自定義的多重故障集。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種具備N-2開斷快速掃描功能的在線靜態安全分析方法，將N-2開斷故障組合全集引入預想故障集，并利用支路開斷分布因子和并行計算技術快速掃描N-2開斷后電網潮流分布情況；對于可疑的N-2開斷組合，進行交流潮流分析；整個計算過程高效快捷，滿足在線應用的需要。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種具備N-2開斷快速掃描功能的在線靜態安全分析方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：形成當前電網阻抗矩陣；

步驟2：確定支路開斷分布因子矩陣；

步驟3：基于支路開斷分布因子，計算N-2開斷故障后的各支路有功潮流，篩選出可疑的嚴重N-2開斷故障集合；

步驟4：對可疑的嚴重N-2開斷故障進行交流潮流分析，確定最終嚴重N-2開斷故障；

步驟5：輸出嚴重N-2開斷故障集合，并給出告警信息。

所述步驟1中，當前電網阻抗矩陣用X表示，X為n×n階矩陣，n為電網中除開平衡節點之外的計算節點個數；

對直流潮流方程中的導納矩陣求逆，即可獲得電網阻抗矩陣X。

所述步驟2中，支路開斷分布因子矩陣用D表示，D為m×m階矩陣，m為電網中的支路總數；

通過支路開斷分布因子矩陣D中的元素，即可得到支路開斷分布因子矩陣D；利用節點有功對支路有功的靈敏度計算基態潮流斷面的支路開斷分布因子，即矩陣D中的元素，有：