[發明專利]一種交直流電網連鎖故障演化路徑的仿真方法

在審

• 申請號: 202210334856.7
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114640122A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳鐵;何思敏;蔡東閣;曹穎
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38;H02H7/28;G06F30/18;G06F113/04;G06F111/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 余山

一種交直流電網連鎖故障演化路徑的仿真方法，針對自行設置的故障形成連鎖故障初始故障集，判斷下一預測階段直流線路發生閉鎖及剩余交流線路發生嚴重過載的概率，生成下一預測階段的故障集，利用保留線路數n的開斷規則選取下一階段故障線路，直至達到結束條件，生成連鎖故障演化路徑集合。同時，對保留線路數進行合適的選取，在保證故障演變路徑的搜索精度下，考慮多條直流同時故障的可能，輸出最終的連鎖故障演變路徑。本發明的目的是為了彌補交直流連鎖故障下一預測階段單一性故障形成局部風險的不足，針對交直流間的相互耦合作用，考慮下一預測階段多線路同時故障的可能，確保連鎖故障演變路徑的多樣性。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，具體涉及交直流電網的仿真模型及連鎖故障演化路徑的生成方法。

背景技術

針對電網形成的交直流混聯新格局，當電力系統發生單一性故障時，會逐步向連鎖故障轉變，使得在交直流交互作用下的連鎖故障演變路徑更加復雜。若不能對潛在的連鎖故障演變路徑進行判斷及控制，將使系統發生大規模的停電事故或解列，影響電力系統的安全。

在現有技術中，授權公告號為108899904B的專利文獻公開了一種交直流大電網連鎖故障的快速搜索方法，通過交流故障線路的風險及其對直流線路的影響進行連鎖故障的快速判斷。但在連鎖故障演變路徑的下一階段故障的預測中僅僅考慮的是單一鏈式觸發故障，忽略了在交直流相互耦合的作用下多條支路同時斷開的可能及中間環節的線路故障個數會對連鎖故障演變路徑影響。單一鏈式觸發故障機理在交直流電網中連鎖故障演變路徑的研究中，顯得過于保守，降低了連鎖故障演化路徑的風險性，不利于后續對抑制連鎖故障進行決策控制提供判據。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有連鎖故障演變路徑仿真以局部最大概率進行連鎖故障演變路徑的搜索而忽略了多條支路同時開斷的可能，不利于后續對抑制連鎖故障進行決策控制提供判據的技術問題，而提供的一種交直流電網連鎖故障演化路徑的仿真方法。

一種交直流電網連鎖故障演化路徑的仿真方法，它包括以下步驟：

步驟1：獲取交直流電網初始運行狀態，自行設置連鎖故障的初始故障集表示第i個初始故障，N為初始故障個數；

步驟2：建立可能存在多條線路同時開斷的開斷規則，設置下一階段線路保留數n并進行下一階段線路的預測；

步驟3：確定初始故障從i＝1開始，觸發連鎖故障，將故障線路加入故障鏈，設定連鎖故障演化路徑長度d；

步驟4：進行系統穩定性及直流線路閉鎖的判斷；若系統不穩定，則進入步驟6；否則，計算直流閉鎖及剩余交流線路嚴重過載概率，選取因上一階段故障引起下一預測階段的嚴重故障集；利用可能存在多條線路同時開斷的開斷規則去選取下一階段故障，并統計線路的負荷損失，獲得故障級數；

步驟5：判斷是否滿足連鎖故障演變路徑的停止條件，若滿足其一，則停止搜索,輸出連鎖故障演化路徑，進入步驟6；否則，返回步驟4；

步驟6：輸出當前初始故障的連鎖故障演變路徑集及故障演變路徑的概率；

步驟7：判斷初始故障集是否全部仿真完，若iN，則返回步驟3，同時i的數值增加1；否則，輸出不同初始故障的連鎖故障演變路徑集合以及其所對應的演化路徑概率和風險值，進入步驟8；

步驟8：判斷線路保留數n與n+1的連鎖故障演變路徑集合中前若干條高風險演變路徑的相似度α是否滿足目標值，若滿足，則以每輪線路保留數n的演變路徑集合作為最終的連鎖故障演變路徑集合；否則，返回步驟3，同時，n的數值增加1；

至此，交直流電網連鎖故障的演變路徑仿真完成。