CN107516911A - 交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法，该方法的步骤为：1)数据读入；2)元件脆弱度分析；3)故障分析；4)辨识预警。该方法能找出真正引发电力系统崩溃的脆弱源及其形成的故障链，其计算结果能代入BPA软件中进行故障计算和验证，可使运行人员针对故障链提前制定预警策略及应对措施，使得电网出现单一故障时不会引发连锁故障从而导致系统崩溃，让电网始终处于安全稳定的运行方式下。

Description

交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法

技术领域

本发明涉及电力系统的连锁故障分析领域，具体而言，涉及一种交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法。

背景技术

随着电力系统规模和容量的渐渐扩大，全国各大区域电网间通过特高压直流与高压交流线路进行互联已成为一种趋势。电网的互联改善了电网的可靠性和经济性，但互联也会使电网的动态行为变得更为复杂，随之而来的连锁故障引起电力灾变更会带来严重的损失。

电力系统的连锁故障演变机理通常表现为：各阶段多种因素影响下，一个或多个元件的故障导致潮流大范围转移，造成其他多条输电线路过载跳闸；然后以连锁方式促使故障的进一步诱发，导致切机切负荷；随着故障累积效应，系统的安全稳定裕度逐渐变小，动态关联增加，这时任何的扰动都可能出发连锁故障，造成整个网络崩溃。而能够激发起电力系统脆弱性的，故障连锁性地蔓延、最终发生大停电事故的元件或元件的集合，称此元件为脆弱源。由于元件间的关联性，当元件发生故障时，会危及其他元件，如果这种关联反应影响逐渐加强，将会导致故障进一步蔓延。由此可见，脆弱源的辨识关系到电力系统连锁故障预警策略及故障预防控制方法的制定，这对电网的安全稳定运行至关重要。

目前对连锁故障的研究主要是随机抽样概率分析的方法，尚未考虑电网元件之间的关联的影响，为此本文综合考虑转移潮流的分布均衡性及线路的负载率，提出元件的脆弱度及脆弱关联度指标，来阐释连锁故障的演化机理及确定事故链，解决随机抽样多重故障搜索的计算难题；再次，利用潮流分布不均衡程度的潮流熵度量连锁反应每个阶段对电网运行状态及产生的影响；最后梳理连锁故障演变的流程来快速辨识脆弱源、判断脆弱环节。

脆弱源：本发明中的脆弱源特指输电线路。

脆弱度：线路的历史统计故障率、线路的负载率、系统负荷水平及潮流转移熵等所有变量的乘积。

故障元件j对其他元件i的脆弱关联度:脆弱源故障后，线路i的功率变化量、脆弱源本身承担的有功功率及线路i的负载率加1后等所有变量的乘积。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法，该方法能找出真正引发电力系统崩溃的脆弱源及其形成的故障链，其计算结果能代入BPA软件中进行故障计算和验证，可使运行人员针对故障链提前制定预警策略及应对措施，使得电网出现单一故障时不会引发连锁故障从而导致系统崩溃，让电网始终处于安全稳定的运行方式下。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法，包括如下步骤：

步骤一、读入并解析包含有被评估电力系统的网络结构和运行数据的BPA潮流格式原始数据报表，并对交直流混联电力系统进行潮流计算；

步骤二、计算各个元件的脆弱度，将元件按脆弱度从大至小顺序退出运行，模拟故障情况；

步骤三、修改网络拓扑结构，然后计算故障后潮流，判断是否安全运行，若系统安全运行，则重新计算剩余元件的脆弱关联度，修改网络结构后继续计算潮流，若系统不能安全运行，脆弱性计算过程结束，形成事故链；

步骤四、故障分析结束后，获得脆弱源及事故链，其结果代入BPA工具中进行验证分析，运行人员在其基础上制定预警策略及应对措施。

相比于现有技术，本发明的优势有以下两点：

1、在搜索交直流混联电力系统连锁故障状态所需要的时间较少，并能考虑电网元件之间的关联影响，其计算得出的脆弱源及故障链可通过BPA软件进行计算验证，该验证结果可用于指导运行人员针对电网可能出现的故障制定预警策略及应对措施，确保电网在出现单一故障后不会引发连锁故障从而导致系统崩溃，可确保电网始终处于安全稳定的运行方式下。

2、可缩短电网运行方式的编制周期，减轻工作人员的工作强度和压力，并能使制定出的运行方式更为合理可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。

图1是本发明较佳实施例的交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。

图1所示的交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法包括以下步骤：

步骤一、数据读入：

选择该运行方式下对应的BPA数据文件，利用自定义数据接口模块解析包含有被评估电力系统的网络结构和运行数据的BPA潮流格式原始数据报表，并对该交直流混联电力系统进行潮流计算。

步骤二、元件脆弱度分析：

a)计算各个元件的脆弱度，元件的脆弱度与初始电网的运行方式及网架结构有关；

b)将元件按脆弱度从大至小排列，按顺序选取最大的元件退出运行，模拟故障情况，其中，每一次辨识过程只退出一个元件。元件的脆弱度越大，表明该元件故障后激发系统脆弱性的可能性越大，即故障元件对系统危害越大，元件就越脆弱。

步骤三、故障分析：

a)修改网络拓扑结构，重新形成故障情况下的网络图；

b)计算故障后潮流，判断是否安全运行，当电力系统潮流计算不收敛时，即为系统无法安全运行；

c)若系统安全运行，则重新计算剩余元件的关联脆弱度，返回本步骤的a)；

d)若系统不能安全运行，脆弱性计算过程结束，形成事故链；

步骤四、辨识预警：

获得脆弱源及事故链，将结果代入BPA软件中进行验证分析，运行人员可在其基础上制定预警策略及应对措施。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种交直流混联电网连锁故障脆弱源的辨识方法，其特征在于其包括如下步骤：

步骤一、读入并解析包含有被评估电力系统的网络结构和运行数据的BPA潮流格式原始数据报表，并对交直流混联电力系统进行潮流计算；

步骤二、计算各个元件的脆弱度，将元件按脆弱度从大至小顺序退出运行，模拟故障情况；

步骤三、修改网络拓扑结构，然后计算故障后潮流，判断是否安全运行，若系统安全运行，则重新计算剩余元件的脆弱关联度，修改网络结构后继续计算潮流，若系统不能安全运行，脆弱性计算过程结束，形成事故链；

步骤四、故障分析结束后，获得脆弱源及事故链，其结果代入BPA工具中进行验证分析，运行人员在其基础上制定预警策略及应对措施。