[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈搜索方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611055625.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN107067127B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌衛(wèi)家;黃曉明;周野;孫維真;樓伯良;葉琳;鄧暉;薛峰;宋曉芳;華文;黃弘揚(yáng);趙一琰;盧岑岑;楊瀅;張靜;周正陽;王龍飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司;國(guó)電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈搜索方法。目前基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的事故鏈模型忽略了電氣特性、運(yùn)行特性以及潮流特性等電網(wǎng)獨(dú)有的特征，并不完全適用于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析與控制。本發(fā)明基于事故鏈模型，考慮現(xiàn)有二、三道防配置情況，提出了關(guān)鍵元件保護(hù)控制動(dòng)作評(píng)估指標(biāo)，用于量化關(guān)鍵元件保護(hù)控制的不確定性因素，計(jì)算在臨界情況下關(guān)鍵元件保護(hù)控制的動(dòng)作概率，確定連鎖故障事故鏈的后續(xù)事件；此外，根據(jù)保護(hù)控制動(dòng)作概率及其動(dòng)作后所需的控制代價(jià)，評(píng)估事故鏈的風(fēng)險(xiǎn)，篩選高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈，為預(yù)防連鎖故障大停電提供分析基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是一種電力系統(tǒng)高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈搜索方法。

背景技術(shù)

近年來，國(guó)內(nèi)外發(fā)生了多起電力系統(tǒng)大停電事故，如2003年發(fā)生了美加大停電事故、西歐大停電事故和意大利大停電事故；2009年、2011年巴西先后發(fā)生了大停電事故；更為嚴(yán)重的是，2012年夏季印度連續(xù)發(fā)生了兩起大停電事故；而就在2015年3月31日土耳其突發(fā)了一場(chǎng)大停電事故。我國(guó)雖然沒有發(fā)生過上述特別嚴(yán)重的大停電事故，但也曾發(fā)生數(shù)起由連鎖故障引發(fā)的局部地區(qū)停電事故，如2006年的7月1日發(fā)生的華中電網(wǎng)停電事故。這些大停電事故對(duì)人民的日常生活和經(jīng)濟(jì)造成了非常嚴(yán)重的影響，甚至威脅著社會(huì)穩(wěn)定。

以往分析表明在大停電事故的發(fā)展過程中往往伴隨著連鎖故障，連鎖故障為大停電的發(fā)生起著推波助瀾的作用。按照墨菲定律，如果某一事件存在發(fā)生的可能性，盡管可能性或許很低，但在某一情況下一定會(huì)發(fā)生。同理，雖然發(fā)生連鎖故障大停電屬于極小概率事件，可一旦發(fā)生其直接損失巨大，間接損失更是難以估量。因此，有必建立適當(dāng)?shù)倪B鎖故障模型，深入研究連鎖故障的演化機(jī)理，掌握連鎖故障的發(fā)展規(guī)律。

目前，已有的連鎖故障分析模型種類繁多，功能各異。根據(jù)建模的出發(fā)點(diǎn)不同可將電力系統(tǒng)連鎖故障分析模型大致分為基于潮流/穩(wěn)定計(jì)算的研究方法和基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难芯糠椒▋纱箢?。其中，基于潮?穩(wěn)定計(jì)算的研究方法主要包括復(fù)雜系統(tǒng)自組織臨界性的相關(guān)研究和連鎖故障模式搜索策略研究?jī)蓚€(gè)方面；基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难芯糠椒ㄖ饕脧?fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，結(jié)合電網(wǎng)自身特點(diǎn)從電網(wǎng)全局的角度對(duì)電網(wǎng)的連鎖故障進(jìn)行研究，尋求連鎖故障發(fā)生的結(jié)構(gòu)根源。基于復(fù)雜系統(tǒng)自組織臨界性研究的模型可揭示連鎖故障發(fā)生的機(jī)理，量化連鎖故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，但無法詳細(xì)模擬連鎖故障反應(yīng)機(jī)制，難以給運(yùn)行、規(guī)劃人員提供決策信息；模式搜索策略，可直觀地表達(dá)連鎖故障事件的發(fā)展路徑和最終結(jié)果；事故鏈模型不僅可以研究大停電的宏觀現(xiàn)象，也能詳細(xì)的模擬連鎖故障反應(yīng)機(jī)制，為連鎖故障控制研究提供了一個(gè)可工程應(yīng)用的方法，但其在后續(xù)環(huán)節(jié)的確定和計(jì)算速度上還需改進(jìn)；基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的模型可從全局對(duì)系統(tǒng)總體行為進(jìn)行分析，但是一般忽略了電氣特性、運(yùn)行特性以及潮流特性等電網(wǎng)獨(dú)有的特征，并不完全適用于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析與控制。

發(fā)明內(nèi)容

為克服傳統(tǒng)連鎖故障搜索方法難以計(jì)及保護(hù)控制的不確定性，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈搜索方法，該方法基于事故鏈模型，在時(shí)域仿真的過程中，通過關(guān)鍵元件保護(hù)控制動(dòng)作評(píng)估指標(biāo)量化保護(hù)控制的不確定性，確定連鎖故障事故鏈的后續(xù)事件及其概率，以搜索高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種電力系統(tǒng)高風(fēng)險(xiǎn)連鎖故障事故鏈搜索方法，其包括如下步驟：

1)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，確定初始事件集(如重要主變N-1、N-2故障，關(guān)鍵輸電線路N-1、N-2以及三相短路單相拒動(dòng)故障等)；

2)從初始事件集中的某一初始事件出發(fā)，采用時(shí)域仿真分析，判斷負(fù)荷損失量是否超出所設(shè)定的門檻值，若超出，進(jìn)入步驟5)，否則進(jìn)入步驟3)；

3)判斷是否有保護(hù)控制動(dòng)作，若有保護(hù)控制動(dòng)作則將該保護(hù)控制動(dòng)作作為下一事件，進(jìn)入步驟2)，否則進(jìn)入步驟4)；

4)計(jì)算關(guān)鍵元件保護(hù)控制動(dòng)作評(píng)估指標(biāo)及其相應(yīng)的動(dòng)作概率，若關(guān)鍵元件保護(hù)控制動(dòng)作評(píng)估指標(biāo)小于所設(shè)定的門檻值，則選取評(píng)估指標(biāo)值最小的保護(hù)控制動(dòng)作為下一事件，進(jìn)入步驟2)，否則進(jìn)入步驟5)；