[發明專利]一種交直流混聯電網連鎖故障序列辨識方法

在審

• 申請號: 202011600112.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112736876A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 朱大銳;程文姬;王海峰;段建東
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H1/00;H02J3/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 徐瑤

本發明公開了一種交直流混聯電網連鎖故障序列辨識方法，具體為：初始故障選取，構建指標，從交直流影響關系、潮流運行情況、交直流連接關系和局部網絡拓撲結構，構建多饋入交互作用因子指標、加權潮流熵指標、多饋入短路比指標和鏈路預測指標；定指標權重的模型構建；結合非合作博弈理論和指標的特征確定指標對應的效用函數、目標函數和約束條件；結束交直流混聯電網連鎖故障序列預測條件：若是滿足電網發生解列或連鎖故障序列達到最大時，結束預測；若不滿足，則重復步驟2?4，直到符合條件。有助于連鎖事故鏈的預測，對工程實踐具有有效的指導作用。

技術領域

本發明屬于電力系統安全運行技術領域，涉及一種交直流混聯電網連鎖故障序列辨識方法。

背景技術

我國的能源資源地理分布與區域經濟發展呈現非均衡特性，為促進能源資源的合理、高效利用，我國電網逐漸發展成為長距離、大容量、大規模的交直流混聯電網。若混聯電網中存在小擾動，故障蔓延，引發連鎖故障，則會發展為大規模停電事故。

目前，關于連鎖故障模擬模型的研究大多針對純交流系統，考慮直流輸電系統影響的停電模型較少。例如：一種基于Manchester模型的連鎖故障序列預測方法，通過加入直流輸電線路故障判斷、交直流潮流計算和系統慢動態過程等環節，使之適用于交直流混聯電網。基于BPA動態潮流的交直流連鎖故障模式搜索法，通過多饋入有效短路比選擇多重故障的第一重故障，構建加權綜合脆弱度指標辨識重要的交流線路作為第二重故障，最后通過時域仿真計算完成大停電事故集的構建。在傳統連鎖故障潮流熵分析方法的基礎上，評估連鎖故障發展影響因素的綜合熵向量，并提出了連鎖故障影響因素的判別方法與相應的流程。但是，現有的交直流混聯系統連鎖故障停電模型很多是基于仿真軟件的動態仿真過程，搜索過程耗時長，對連鎖故障鏈的特點不能掌握全面。

發明內容

本發明的目的是提供一種交直流混聯電網連鎖故障序列辨識方法，具有從交直流影響情況、潮流運行情況和交直流連接關系和局部拓撲結構方面分別建立多饋入交互作用因子指標、加權潮流熵指標、多饋入短路比指標和鏈路預測指標來預測交直流混聯電網連鎖故障的下一級故障的特點。

本發明所采用的技術方案是，一種交直流混聯電網連鎖故障序列辨識方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、初始故障選取，根據專家經驗選取關鍵交流或直流輸電線路為連鎖故障序列的初始故障；

步驟2、構建指標，從交直流影響關系、潮流運行情況、交直流連接關系和局部網絡拓撲結構，構建多饋入交互作用因子指標、加權潮流熵指標、多饋入短路比指標和鏈路預測指標；

步驟3、確定指標權重的模型構建；首先確定綜合指標H，再利用非合作博弈理論根據指標關系特點構建非合作關系的博弈模型；

步驟4、結合非合作博弈理論和指標的特征確定指標對應的效用函數、目標函數和約束條件；

步驟5、結束交直流混聯電網連鎖故障序列預測條件：若是滿足電網發生解列或連鎖故障序列達到最大時，結束預測；若不滿足，則重復步驟2-4，直到符合條件。

步驟2中，采取基于傳輸能力測度的邊權來對線路進行歸一化處理，需考慮不同電壓等級和直流輸電差異，按照下式確定：

公式中，如果是直流輸電線路，相同電壓等級下其傳輸容量是交流的2倍，則γ_ij取2，否則為1。

步驟2中，根據交直流影響情況，多饋入交互作用因子主要被該直流系統對應交流系統強度以及與故障交流系統耦合的電氣距離影響，利用節點阻抗矩陣確定多饋入交互作用因子M，按照下式確定：

公式中：Z_ii為節點阻抗矩陣中換流母線i所對應的自阻抗；Z_ij為節點阻抗矩陣中換流母線i與母線j之間的互阻抗。