[發(fā)明專利]一種關(guān)于輸電網(wǎng)連鎖故障序列的預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911408922.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111082402B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱大銳;程文姬;王睿;段建東;王海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 張皎

1.一種關(guān)于輸電網(wǎng)連鎖故障序列的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

第一步、任意選取輸電網(wǎng)絡(luò)中的一條非發(fā)電機(jī)出線和變壓器支路的線路作為連鎖故障序列中初始的故障線路，故障級(jí)數(shù)設(shè)為1；

第二步、計(jì)算輸電網(wǎng)絡(luò)中除故障線路以外的其它各個(gè)線路的潮流值，判別輸電網(wǎng)絡(luò)中的過(guò)載線路，并統(tǒng)計(jì)過(guò)載線路條數(shù)；

第三步、若過(guò)載線路條數(shù)等于1，則確定此過(guò)載線路為下一級(jí)的故障線路，故障級(jí)數(shù)加1，若過(guò)載線路條數(shù)大于1，則在過(guò)載線路中確定過(guò)載程度最大的線路作為下一級(jí)的故障線路，故障級(jí)數(shù)加1，否則計(jì)算輸電網(wǎng)絡(luò)中除故障線路以外的其它各個(gè)線路的基本指標(biāo)，利用D-S證據(jù)理論融合輸電網(wǎng)絡(luò)中除故障線路以外的其它各個(gè)線路的基本指標(biāo)得到對(duì)應(yīng)的綜合預(yù)測(cè)指標(biāo)值F，確定綜合預(yù)測(cè)指標(biāo)值F最大的線路為下一級(jí)的故障線路，故障級(jí)數(shù)加1；

所述第二步中的判別具體操作步驟為：若線路的潮流值不小于該線路的熱穩(wěn)態(tài)極限值，則判定此線路為過(guò)載線路；

所述第三步中的過(guò)載程度最大的線路具體為線路潮流值與熱穩(wěn)態(tài)極限值差值最大的線路；

所述第三步中線路的基本指標(biāo)包括負(fù)載率指標(biāo)α、網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β；

所述負(fù)載率指標(biāo)α具體到連鎖故障序列中k+1級(jí)線路i的線路負(fù)載率α_i,k+1的計(jì)算表達(dá)式為：

式中，S_i,k為k級(jí)故障序列斷開(kāi)后線路i的視在功率，S_i,max為線路i的熱穩(wěn)定極限值，k為正整數(shù)，最小值取1；

所述網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β具體到連鎖故障序列中k+1級(jí)線路i的網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β_i,k+1的計(jì)算表達(dá)式為：

式中，E_k為輸電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生N-k故障后的網(wǎng)絡(luò)效能，E_k,i為發(fā)生N-k故障的輸電網(wǎng)絡(luò)中線路i斷開(kāi)后的網(wǎng)路效能，N為輸電網(wǎng)絡(luò)中所有線路的條數(shù)；

所述第三步中的利用D-S證據(jù)理論融合輸電網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)線路的基本指標(biāo)具體按照以下操作步驟進(jìn)行：

步驟3.1、構(gòu)建識(shí)別框架U：U＝{b，u}，其中元素b表示線路i的危險(xiǎn)程度為危險(xiǎn)，元素u表示線路i的危險(xiǎn)程度為不危險(xiǎn)；

步驟3.2、以負(fù)載率指標(biāo)α或網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β的指標(biāo)值Deg_i中的最大值Deg_max和最小值Deg_min作為參考值，分別計(jì)算負(fù)載率指標(biāo)α對(duì)應(yīng)的線路i危險(xiǎn)b、不危險(xiǎn)u的基本概率函數(shù)值，以及網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β對(duì)應(yīng)的線路i危險(xiǎn)b、不危險(xiǎn)u的基本概率函數(shù)值，同時(shí)計(jì)算得到線路i危險(xiǎn)未知θ對(duì)應(yīng)的基本概率函數(shù)值，具體如下式計(jì)算：

式中，P_roi(b)為負(fù)載率指標(biāo)α或網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β對(duì)應(yīng)的線路i危險(xiǎn)b的基本概率函數(shù)值，P_roi(u)為負(fù)載率指標(biāo)α或網(wǎng)絡(luò)效能相對(duì)變化指標(biāo)β對(duì)應(yīng)的線路i不危險(xiǎn)u的基本概率函數(shù)值，P_roi(θ)為線路i危險(xiǎn)未知θ的基本概率函數(shù)值，ε為常數(shù)，大小為0.5；

步驟3.3、采用Dempster組合規(guī)則表達(dá)式對(duì)P_roi(b)、P_roi(u)、P_roi(θ)進(jìn)行融合，得到各線路i的危險(xiǎn)度b、不危險(xiǎn)度u的極值基本概率函數(shù)值，同時(shí)利用計(jì)算出各線路i的危險(xiǎn)未知θ的極值基本概率函數(shù)值，所述Dempster組合規(guī)則表達(dá)式如下式所示：

式中，A、M和N表示集合Ω中的元素，集合Ω的表達(dá)式為Ω＝{b,u,{b,u}＝θ}，m₁和m₂分別為b、u、θ中任意兩個(gè)組合后對(duì)應(yīng)的基本概率函數(shù)值：P_roi(b)、P_roi(u)、P_roi(θ)；

步驟3.4、采用平均分配法將危險(xiǎn)未知θ的極值基本概率函數(shù)值m_i(θ)分配給危險(xiǎn)度b、不危險(xiǎn)度u的極值基本概率函數(shù)值m_i(b)、m_i(u)，得到線路i的綜合基本概率函數(shù)值m(i)，即表征線路i危險(xiǎn)度的綜合預(yù)測(cè)指標(biāo)值F_i，具體如下式計(jì)算：

第四步、斷開(kāi)已確定的所有故障線路，判定發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，若輸電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生解列并且發(fā)電機(jī)處于不安全運(yùn)行狀態(tài)，則停止預(yù)測(cè)，輸出連鎖故障序列，或者連鎖故障序列的故障級(jí)數(shù)已達(dá)到可預(yù)測(cè)的最大序列個(gè)數(shù)5，則停止預(yù)測(cè)，輸出連鎖故障序列，否則，排出已確定的所有故障線路從第二步開(kāi)始重復(fù)步驟直至停止預(yù)測(cè)，輸出連鎖故障序列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)于輸電網(wǎng)連鎖故障序列的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述第四步中的判定發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)具體為：計(jì)算發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出功率，若發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率大于發(fā)電機(jī)的額定功率或者發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率小于0，則判定發(fā)電機(jī)處于不安全運(yùn)行狀態(tài)，否則處于安全運(yùn)行狀態(tài)。