[發明專利]一種連鎖故障多階段動態博弈防御方法

有效

• 申請號: 201410509752.0
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104268410B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 丁明;錢宇騁;張晶晶;韓平平;何劍;孫華東;易俊
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;國家電網公司;中國電力科學研究院;國網湖北省電力公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101
• 代理人: 何梅生

1.一種連鎖故障多階段動態博弈防御方法，其特征是所述方法按如下步驟進行：

步驟1、在一次連鎖故障多階段動態博弈過程中，規定故障方先采取行動，防御方后采取行動，雙方行動交替進行；將故障方和防御方的一次行動組合作為一個階段，定義D為設定的博弈過程的階段總數，用d表示故障方和防御方處于第d個階段，d的初始值取1；

步驟2、根據當前電力系統的運行工況，計算有限理性故障方在第d個階段采取各行動的概率和后果并進一步計算在第d個階段采取各行動的風險系數將概率為1的行動歸入確定性策略集合，將概率不為1且風險系數大于設定值R₀的行動歸入風險性策略集合；

步驟3、有限理性故障方在第d個階段生成的策略集合中選擇一個策略作為第d次行動，策略選擇的順序為：首先選擇確定性策略集合中所有的策略，如果確定性策略集合為空，則按照風險系數由大到小的順序在風險性策略集合中選擇一個策略；

步驟4、判斷第d次行動是否會造成線路過負荷或功角失穩，若出現線路過負荷，則完全理性的防御方采取基于直流潮流靈敏度的過負荷控制，直至消除過負荷，并進入步驟5；若出現功角失穩，則完全理性的防御方采取基于擴展等面積原則的穩定控制，直至消除功角失穩，進入步驟6；若未出現線路過負荷和功角失穩，則進入步驟5；

步驟5、判斷有限理性故障方所處的階段是否達到預先設定的階段總數D，若未達到，則d＝d+1，并返回步驟2，若達到，進入步驟6；

步驟6、分別計算有限理性故障方各階段行動造成的停電損失和完全理性防御方各階段行動產生的控制代價結合有限理性故障方在各階段行動的概率分別計算出有限理性故障方和完全理性防御方的收益函數u₁和u₂；

步驟7、多階段動態博弈防御過程結束。

2.根據權利要求1所述的連鎖故障多階段動態博弈防御方法，其特征是所述步驟2中有限理性故障方在第d個階段采取各行動的概率的求解按如下過程進行：

①當有限理性故障方在第1個階段采取行動時，d＝1時，首先分別計算各個線路的線路單位長度老化失效故障率λ_o和線路單位長度偶然失效故障率λ_w；

所述線路單位長度老化失效故障率λ_o是根據當前運行工況下線路的運行年限，在通過歷史統計數據得到的線路老化失效故障率曲線中獲得對應值；

所述線路單位長度偶然失效故障率λ_w為：

λw(z)=(1-ϵ)N1+N2N1λ‾z=0ϵN1+N2N1λ‾z=1---(1)]]>

式(1)中，ε為線路在惡劣天氣下的故障比率，N₁為正常天氣持續時間，N₂為惡劣天氣持續時間，為線路單位長度故障率的平均值，z表示線路所處的天氣狀況，其中z＝0表示正常天氣，z＝1表示惡劣天氣；

線路單位長度故障率λ為：λ＝λ_o+λ_w；

由式(2)得到有限理性故障方在第1個階段采取第m個行動的概率為：

p1m1=λmLenmΣm∈LλmLenm---(2)]]>

式(2)中，λ_m為線路m的單位長度故障率，Len_m為線路m的長度，L為系統所有線路的集合；

②當有限理性故障方在后續階段采取行動時，即d∈[2,D]時，分別計算線路嚴重過載時有限理性故障方在后續階段采取行動的概率和線路未嚴重過載時有限理性故障方在后續階段采取行動的概率，所述線路嚴重過載是指線路當前潮流大于或等于線路潮流極限值，線路未嚴重過載是指線路當前潮流小于線路潮流極限值；

(a)、當線路m發生嚴重過載時，有限理性故障方在后續階段采取行動的概率為：

p1md=1---(3)]]>

(b)、當線路m未發生嚴重過載時，有限理性故障方在后續階段采取行動的概率需考慮潮流轉移引起線路停運的概率、隱性故障引起線路停運的概率和其他不明原因因素引起線路停運的概率；

潮流轉移引起線路m停運的概率為：

p1m11=1-p1m1Fmax,m-Fmax,mnormal×Fm+p1m1Fmax,m-Fmax,mnormalFmax,m-Fmax,mnormal,Fmax,mnormal≤Fm≤Fmax,m---(4)]]>

式(4)中F_m為線路m當前的潮流值，和分別為線路m的潮流正常值的上下限，F_max,m為線路m的潮流極限值；

隱性故障引起線路m停運的概率為：

p1m2d=Pmis_b+pmis_d---(5)]]>

式(5)中，p_{mis_d}為斷路器誤動概率，p_{mis_d}的取值來源于歷史統計數據，p_{mis_b}為保護誤動概率，并由式(6)計算獲得：

pmis_b=(3Zset-Zk)2Zset×pZ(Zset≤Zk≤3Zset)---(6)]]>

式(6)中，Z_set為整定阻抗，Z_k為測量阻抗，pZ為保護最大誤動概率；

其他不明原因因素引起線路m停運的概率記為是根據經驗設定；

有限理性故障方在后續階段采取第m個行動的概率如式(7)所示：

p1md=p1m1d+p1m2d+p1m3d---(7).]]>