[發(fā)明專利]一種基于主動最小切機的電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷方法

有效

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• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112688323B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐陽金鑫;龍曉軒
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/14;H02J3/46;H02H7/26
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 胡逸然

本發(fā)明提供了一種基于主動最小切機的電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由線路過負荷導(dǎo)致的電力系統(tǒng)連鎖故障問題。提出了用于阻斷連鎖故障的最小切機量的計算方法；同時，考慮了電源功率約束、負荷容量約束以及平衡節(jié)點調(diào)節(jié)速度約束，提出了校驗所得最小切機量的校驗方法；同時，針對最小切機量不滿足約束的情況，提出了最小切機量的校正方法。所提方法能最大化利用電力系統(tǒng)中電源的功率控制能力，快速恢復(fù)過負荷輸電線路功率，并盡可能減少切機切負荷功率，從而有效阻斷電力系統(tǒng)連鎖故障，并降低阻斷成本，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)連鎖故障控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于主動最小切機的電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷方法。

背景技術(shù)

近年，世界范圍內(nèi)發(fā)生了多起大停電事故，這些大停電往往是由連鎖故障引起的。隨著我國特高壓互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，一旦發(fā)生連鎖故障事件，必將造成重大損失。因此，如何對連鎖故障風險進行正確有效地控制，對保證電網(wǎng)安全可靠運行具有重要意義。研究表明，隨機故障造成的潮流轉(zhuǎn)移、過負荷跳閘是誘發(fā)連鎖故障的一個重要因素，應(yīng)采取控制措施消除過負荷，避免連鎖過載跳閘的發(fā)生。

部分研究人員力圖通過保護原理和整定方法的改進來避免連鎖故障。但是，該方式僅能延緩線路的切除來為電網(wǎng)緊急控制提供更多時間，并不能徹底避免線路切除或線路切除后大量元件退出運行，因而不能從根本上避免連鎖故障。目前，切機切負荷是用于消除過負荷最常用的方式，通過切機切負荷，可以在極短時間內(nèi)將過負荷輸電線路功率恢復(fù)正常。然而，切機切負荷必然導(dǎo)致較大的經(jīng)濟損失，并且會對電力系統(tǒng)的供電可靠性產(chǎn)生不利影響。因此，在過負荷發(fā)生后，應(yīng)當盡可能減少切機切負荷功率。

研究表明，過負荷發(fā)生后，輸電線路的安全性不會立即受到威脅，而是在線路溫度上升至最大允許溫度之后，才容易導(dǎo)致線路的破壞。而線路的溫升過程較為緩慢，因為過負荷的控制無需立即完成。電力系統(tǒng)中電源具有功率調(diào)節(jié)能力，通過電源功率的調(diào)節(jié)，同樣能夠降低過負荷輸電線路功率。因此，可以結(jié)合切機切負荷以及電源功率的調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)過負荷輸電線路的安全恢復(fù)，從而在盡可能少的切機切負荷情況下，阻斷連鎖故障，保障系統(tǒng)的經(jīng)濟性以及安全穩(wěn)定。然而，目前如何結(jié)合切機切負荷以及電源功率的調(diào)節(jié)對過負荷進行控制，還缺少理論方法的支撐，難以得到安全可靠的方案。

綜上所述，如何提供一種新的連鎖故障阻斷方法，在盡可能降低切機切負荷并且保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，對過負荷進行控制，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于主動最小切機的電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷方法。提出了用于阻斷連鎖故障的最小切機量的計算方法；同時，考慮了電源功率約束、負荷容量約束以及平衡節(jié)點調(diào)節(jié)速度約束，提出了校驗所得最小切機量的校驗方法；同時，針對最小切機量不滿足約束的情況，提出了最小切機量的校正方法。所提方法能最大化利用電力系統(tǒng)中電源的功率控制能力，快速恢復(fù)過負荷輸電線路功率，并盡可能減少切機切負荷功率，從而有效阻斷電力系統(tǒng)連鎖故障，并降低阻斷成本，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種基于主動最小切機的電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷方法，包括如下步驟：

S101、當輸電線路發(fā)生過負荷時，將同步發(fā)電機節(jié)點、負荷節(jié)點和包括同步發(fā)電機和新能源電源在內(nèi)的電源節(jié)點分別按功率靈敏度從大到小排序，在將功率靈敏度排序第1的同步發(fā)電機節(jié)點作為切機節(jié)點，將功率靈敏度排序第1的負荷節(jié)點作為切負荷節(jié)點，將功率靈敏度排序第k的電源節(jié)點作為平衡節(jié)點時，計算保證過負荷輸電線路安全恢復(fù)所需的最小切機量

S102、校驗所述最小切機量是否滿足電源容量約束、負荷容量約束和平衡節(jié)點功率調(diào)節(jié)速度約束；若滿足，則將所述最小切機量記為理想切機量，執(zhí)行S106；若不滿足電源容量約束，執(zhí)行S103；若不滿足負荷容量約束，執(zhí)行S104；若不滿足平衡節(jié)點功率調(diào)節(jié)速度約束，執(zhí)行S105；