[發明專利]一種高比例新能源電力系統的連鎖故障搜索方法及系統

在審

• 申請號: 202210167141.7
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114638381A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王安斯;孫華東;仲悟之;沈政委;王歆;楊元熙
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 賈銀秋

本發明公開了一種高比例新能源電力系統的連鎖故障搜索方法及系統，包括：根據預設的初始故障，確定高比例新能源電力系統在發生所述初始故障后的多個指標值；判斷所述多個指標值中的每個指標是否滿足均小于預設閾值，獲取第一判斷結果；當均小于預設閾值時，判斷當前的故障是否落在直流或新能源近區，獲取第二判斷結果；當故障落在直流或新能源近區時，計算新能源并網點電壓指標值和流母線節點電壓綜合指標值；根據新能源并網點電壓指標值和流母線節點電壓綜合指標值中最大的值進行下一級故障的設置；在故障后增加控制措施，并判斷系統是否發生崩潰，獲取第三判斷結果；當發生崩潰時，根據設置的故障確定與所述初始故障對應的連鎖故障序列。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，并且更具體地，涉及一種高比例新能源電力系統的連鎖故障搜索方法及系統。

背景技術

從世界上歷次大停電來看，電力系統大面積停電幾乎都是由連鎖故障引發的。近年來世界范圍內發生了與新能源相關的多起連鎖故障，例如2006年西歐“11.4”大停電中，交流線路的連鎖跳閘引起風電機組高頻脫網，進一步又導致了供需不平衡，最終引發大面積停電；2011年我國的甘肅酒泉地區和河北張家口地區發生了多次風電機組連鎖脫網事故，誘因往往是元件短路故障，風電機組因低電壓保護動作而切除，進一步因高壓連鎖跳閘，最終因損失大量出力而引起電網頻率降低；2016年南澳“9.28”大停電事故由惡劣天氣誘發線路連鎖跳閘，電壓持續降低，引起風電機組脫網，之后又導致重要聯絡線跳閘，系統因功率不平衡而最終崩潰；2019年英國“8.9”大停電事故更是在新能源占比較高(40％)的情況下發生，初始故障只是雷擊造成的線路跳閘，隨后發生一系列事件導致新能源機組過電流保護相繼動作，而蒸汽機組意外保護動作后導致了低頻減載和分布式能源頻率保護動作。

這些事故具有典型的連鎖反應特征，給電場和電網的安全穩定運行帶來了不利影響，也限制了新能源的進一步發展。在新能源滲透率比較低的情況下，其對系統的穩定性影響通常選擇忽略，但是隨著新能源電源的比例提升，一方面與傳統交流系統相比，新能源機組受自然因素影響具有波動性和隨機性，增加了系統中導致連鎖故障的不確定性因素，另一方面，相比傳統同步機，新能源機組抵御擾動的能力較差，系統內元件之間出現了更為復雜的耦合特性，使得連鎖故障的發展和演化不斷呈現出新的特點和規律。

目前我國的新能源發電裝機容量已成為22個省級電網的第一或第二大電源，高比例的新能源并網對連鎖故障的影響不容忽視。高維、非線性、時變、隨機性、多時間尺度等復雜混合特性是電力系統連鎖故障搜索分析和研究的難點和重點。目前已有的連鎖故障分析方法及理論體系融合了多個學科的理論和電力系統自身的特征，主要焦點在三類方法：復雜系統理論、復雜網絡理論和模式搜索方法。基于復雜系統理論的方法，例如潮流熵、風電波動熵指標等，便于對系統有一個整體的認識，幫助及時識別系統運行狀態,但是研究的時間跨度較長，計算量較大，不能考慮到某些環節失效后電網面臨失穩的動態過程。同樣的,復雜網絡方法側重于網絡結構的分析，大量簡化電力系統的運行特性，因此也忽略了電力系統的潮流約束和動態過程。模式搜索方法是從連鎖故障的發展過程入手，通過單獨的潮流計算或者潮流和暫態穩定交互計算一步步搜索連鎖故障的可能發生路徑，形成事故鏈。事故鏈通過啟發式的搜索方法，結合系統安全穩定風險指標，搜索下一步連鎖故障的發展路徑，該類方法對新能源電力系統的適應性較好，但是由于搜索指標的構建具有一定的主觀性，如何進行電氣特性的詳細建模，并兼顧一定范圍內的不確定性因素，減小分析中的復雜度是今后研究重點。

發明內容

本發明提出一種高比例新能源電力系統的連鎖故障搜索方法及系統，以解決如何確定高比例新能源電力系統的連過故障序列的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種高比例新能源電力系統的連鎖故障搜索方法，所述方法包括：

步驟1，根據預設的初始故障，確定高比例新能源電力系統在發生所述初始故障后的多個指標值；

步驟2，判斷所述多個指標值中的每個指標是否滿足均小于預設閾值，獲取第一判斷結果；