[發明專利]一種考慮交直流影響的連鎖故障演化路徑在線識別方法

有效

• 申請號: 202010168752.4
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111368449B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 吳峰;吳琛;徐泰山;段榮華;鮑顏紅;劉旭斐;徐偉;任先成;涂旺;阮晶晶;夏小琴;張杰;肖柱;張丹
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;云南電網有限責任公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 丁朋華

本發明公開了一種考慮交直流影響的連鎖故障演化路徑在線識別方法，針對人工設置的或者設備故障概率形成的連鎖故障初始故障集，利用暫態時域仿真模擬交直流交互影響下初始交流故障引發直流換相失敗、直流連續換相失敗閉鎖導致的安控動作、新能源連鎖脫網、電網二三道防線動作，根據設備過載和電壓越限確定下階段演化故障并動態搜索安控當值控制策略，通過多演化分支靜態安全分析模擬設備相繼開斷，準確識別交直流交互影響下復雜連鎖故障演化路徑，破解了在線方式下特高壓交直流電網連鎖故障演化路徑準確預判的難題。本發明能夠為調度人員全面掌握連鎖故障演化路徑和事故風險提供支撐手段，具有較好的應用價值。

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，具體涉及一種考慮交直流影響的連鎖故障演化路徑在線識別方法。

背景技術

電力系統負荷不斷增長，送電距離逐步增加，其規模不斷擴大，結構也日趨復雜，與此同時，大量柔性交流輸電和特高壓直流輸電投運，新能源接入帶來不確定性，導致現代電力系統的動態特性越來越復雜，運行難度不斷增加，電力系統的安全穩定運行面臨著巨大的挑戰。若不能及時地跟蹤工況變化并對潛在的連鎖故障事件進行預判、預警和控制決策，那么偶發的故障也有可能逐步演化為跨區連鎖故障，甚至發展為大停電事故。準確識別交直流混聯電網連鎖故障演化路徑就顯得尤為重要。

大停電事故的發展是電力系統運行狀態不斷惡化、愈演愈烈的過程，都是從少量簡單的元件故障開始，經過一系列復雜的相繼開斷發展而來的。在大停電事故的發展過程中往往伴隨著一系列設備過載跳閘、設備過壓保護動作、機組脫網、電網解列等相繼事件的發生。研究人員通常根據典型方式下離線分析計算的方式獲取電網可能的連鎖故障相繼開斷設備或依據長期運行和分析經驗判斷連鎖故障演化路徑，從而了解可能的演化開斷設備、控制保護裝置定值是否合理、網架結構是否需要調整等，存在很強的人為因素，并且時效性難以滿足要求。隨著新能源基地特高壓直流送端電網、多直流集中落點大型受端電網的逐步建立，交直流交互影響下連鎖故障演化模式更加復雜多變，需要關注的重點不僅包括開斷設備是什么，還包括直流連續換相失敗、新能源大規模連鎖脫網、二三道防線動作等一系列暫態或穩態相繼動作事件是什么，因為這些相繼動作事件對連鎖故障的演化至關重要，在線方式下亟需基于電網當前運行方式快速掃描預想故障集并準確識別連鎖故障演化路徑，為連鎖故障風險預警與控制決策提供依據。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種考慮交直流影響的連鎖故障演化路徑在線識別方法，解決了目前在線方式下不能對特高壓交直流電網連鎖故障演化路徑準確預判的問題。

本發明是采用以下技術方案實現的，一種考慮交直流影響的連鎖故障演化路徑在線識別方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取電網當前運行方式下的運行狀態數據形成初始潮流數據，整合電力設備動態模型、電網二三道防線策略、新能源涉網保護模型形成穩定計算數據，根據線路的短時允許載流量、變壓器額定容量、母線電壓限值形成穩態安全約束數據；根據用戶設置或者設備故障概率形成連鎖故障模擬的初始故障集F_i⁰表示第i個初始故障，N為初始故障個數，令連鎖故障演化階段數j＝1；設置計算故障集{F_i}，初始化為初始故障集，F_i為第i個計算故障；

步驟2：根據初始潮流數據、穩定計算數據、穩態安全約束數據、初始故障集形成連鎖故障模擬的第j階段計算數據集，計及交直流交互影響對計算數據集中的所有故障進行并行暫態穩定時域仿真，獲取初始故障的暫態相繼動作事件集合和暫態功角穩定裕度；第i個初始故障的暫態相繼動作事件集合記為TE_i；第i個初始故障的暫態穩定時域仿真過渡到穩態后的電網運行方式記為S_i，根據暫態穩定時域仿真過渡到穩態后的電網運行方式計算初始故障的設備過載和電壓越限安全裕度；

步驟3：判斷計算故障集{F_i}中的故障是否都滿足連鎖故障演化終止條件，若滿足，則進入步驟6，否則故障繼續演化，j＝j+1，進入步驟4；