CN112600192A - 故障分析方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种故障分析方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质。其中，该方法包括：获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；若第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障；判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；若疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。

Description

故障分析方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及数据分析技术领域，具体而言，涉及一种故障分析方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质。
背景技术
相关技术中，在传统的连续潮流模型中，仅仅检查电网系统负荷和发电的变化对于系统的非线性潮流方程的影响；也有用连续潮流模型检查电网系统中一条支路的参数变化对于系统的非线性潮流方程的影响，并给出电压随参数变化的曲线。
故障分析是电力系统电压稳定分析的一个重要内容，它研究故障引起元件开断后的潮流情况，即分析是否会对电网稳定运行造成妨碍，尤其是否会出现失稳故障(失稳故障是指该电压故障造成所处的整个系统节点/区域电网无法正常运行，容易导致整个电网系统瘫痪，影响居民正常用电，需要在排除该电压故障后，才能重启电网系统继续工作)，如果一个系统我们无法找到故障后的静态潮流解，就判断该故障是一个失稳故障。故障后潮流无解的原因有两类：一类是系统在该故障下确实不存在潮流解，即该故障的确是一个失稳故障；另一类是系统在该故障下存在一个潮流解，但是我们所采用的潮流计算工具无法找到这一解。例如，所对应的雅克比矩阵有一定的病态性，或者所用的计算初值不合适等等。
一般地讲，对于一个大型的互联电力系统而言，静态电压稳定分析所要检查的故障都是所谓的多重复杂故障，即故障是由一个或多个注入型设备的退出运行和一个或多个支路型设备的退出运行构成的。所谓注入型设备，是指发电机，并联电容电抗器，负荷和静止补偿器等等。所谓支路型设备，是指线路，变压器和移相器等。也将这些常常是一个电厂或变电站、几条联络线或一个大用户退出运行的大故障称为极端故障。
在实际大电网运行时，调度员不仅关心系统整体的电压稳定水平，有时更为关心某些重要监控节点的电压稳定状况，而当前的电网故障检测方案中，仅仅能够针对特定的仪器故障或者整个电网故障进行检测，无法有效对特定监控的电网节点进行有效监控，尤其是无法得到影响电网稳定运行的失稳故障的故障集。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种故障分析方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质，以至少解决相关技术中无法对有效监控电网节点中的失稳故障，容易导致电网系统瘫痪，影响居民正常用电的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种故障分析方法，包括：获取初始故障集，其中，所述初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，所述第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，所述负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；若所述第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将所述电压故障确定为疑似第三类故障，其中，所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断所述疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；若所述疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定所述电压故障为第三类故障；对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报所述第三类故障集中所有电压故障。
可选地，获取初始故障集的步骤，包括：计算电网系统的稳定临界节点；确定在所述稳定临界节点所处位置的所有稳定参数，其中，每个所述稳定参数对应有参数灵敏度；基于所述参数灵敏度，计算每个电网故障的负荷裕度；将负荷裕度小于预设系统稳定裕度值的电网故障确定为第二类故障；和/或，按照负荷裕度排序结果，选取排序结果在前列的预设数量的电网故障为第二类故障，得到第二类故障集，其中，所述负荷裕度排序结果是基于负荷裕度值按照从小到大排序的；将除所述第二类故障集之外的其它电网故障作为第一类故障，得到第一类故障集。
可选地，获取初始故障集的步骤，还包括：分析每个电压故障对应的系统节点是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的系统节点出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障；或者，分析每个电压故障对应的电网区域是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的电网区域出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障，得到第二类故障集。
可选地，获取初始故障集的步骤，包括：对每个电压故障对应的系统节点分别进行第一次潮流迭代和第二次潮流迭代，得到节点电压调整量；若通过所述第二次潮流迭代得到的节点电压调整量大于通过第一次潮流迭代得到的节点电压调整量，则确定电压故障对应的潮流解收敛性低，将所述电压故障确定为第二类故障，得到第二类故障集。
可选地，对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果的步骤，包括：对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解；对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解；对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个负荷退出运行的潮流解，得到第三潮流解；对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单条电网支路退出运行的潮流解，得到第四潮流解；基于所述第一潮流解、第二潮流解、第三潮流解、第四潮流解，得到第一计算结果。
可选地，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解的步骤，包括：采用第一预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第一预设公式为：
Figure BDA0002801049310000031
Figure BDA0002801049310000032
其中，Bii为节点i的自纳，Gii为节点i的自导，Vi表示节点电压，PGi表示故障前发电机有功输出，PDi节点有功负荷，λ为负荷参数，
Figure BDA0002801049310000033
表示发电机初始的无功输出限值，QGi为发电机i的无功输出，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
可选地，对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解的步骤，包括：采用第二预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第二预设公式为：
Figure BDA0002801049310000034
其中，QSi为故障前节点i的电容器的容量，QDi为节点i的无功负荷，Gij为节点电导，Bij为节点电纳，Bii为节点i的自纳，Vi表示节点电压，λ被称为负荷参数，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种故障分析装置，包括：获取单元，用于获取初始故障集，其中，所述初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，所述第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，所述负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；第一计算单元，用于对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；第一确定单元，用于在所述第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，将所述电压故障确定为疑似第三类故障，其中，所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断单元，用于判断所述疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；第二确定单元，用于在所述疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定所述电压故障为第三类故障；第三确定单元，用于对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报所述第三类故障集中所有电压故障。
可选地，所述获取单元包括：第一计算模块，用于计算电网系统的稳定临界节点；第一确定模块，用于确定在所述稳定临界节点所处位置的所有稳定参数，其中，每个所述稳定参数对应有参数灵敏度；第二计算模块，用于基于所述参数灵敏度，计算每个电网故障的负荷裕度；第二确定模块，用于将负荷裕度小于预设系统稳定裕度值的电网故障确定为第二类故障；和/或，第一选取模块，用于按照负荷裕度排序结果，选取排序结果在前列的预设数量的电网故障为第二类故障，得到第二类故障集，其中，所述负荷裕度排序结果是基于负荷裕度值按照从小到大排序的；第三确定模块，用于将除所述第二类故障集之外的其它电网故障作为第一类故障，得到第一类故障集。
可选地，所述获取单元还包括：第一分析模块，用于分析每个电压故障对应的系统节点是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的系统节点出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障；或者，第二分析模块，用于分析每个电压故障对应的电网区域是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的电网区域出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障，得到第二类故障集。
可选地，所述获取单元包括：迭代模块，用于对每个电压故障对应的系统节点分别进行第一次潮流迭代和第二次潮流迭代，得到节点电压调整量；第四确定模块，用于在通过所述第二次潮流迭代得到的节点电压调整量大于通过第一次潮流迭代得到的节点电压调整量时，确定电压故障对应的潮流解收敛性低，将所述电压故障确定为第二类故障，得到第二类故障集。
可选地，所述第一计算单元包括：第三计算模块，用于对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解；第四计算模块，用于对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解；第五计算模块，用于对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个负荷退出运行的潮流解，得到第三潮流解；第六计算模块，用于对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单条电网支路退出运行的潮流解，得到第四潮流解；第五确定模块，用于基于所述第一潮流解、第二潮流解、第三潮流解、第四潮流解，得到第一计算结果。
可选地，所述第三计算模块包括：第一计算子模块，用于采用第一预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第一预设公式为：
Figure BDA0002801049310000051
Figure BDA0002801049310000052
其中，Bii为节点i的自纳，Gii为节点i的自导，Vi表示节点电压，PGi表示故障前发电机有功输出，PDi节点有功负荷，λ为负荷参数，
Figure BDA0002801049310000053
表示发电机初始的无功输出限值，QGi为发电机i的无功输出，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
可选地，所述第四计算模块包括：第二计算子模块，用于采用第二预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第二预设公式为：
Figure BDA0002801049310000054
其中，QSi为故障前节点i的电容器的容量，QDi为节点i的无功负荷，Gij为节点电导，Bij为节点电纳，Bii为节点i的自纳，Vi表示节点电压，λ被称为负荷参数，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的故障分析方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的故障分析方法。
本发明实施例中，获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；若第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；若疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。在该实施例中，通过故障集的不断筛选，将属于失稳故障的第三类故障集筛选出来，可帮助电网运行管理人员获知当前断面下影响电压稳定的薄弱环节，以便及时采取相应的调整措施改善电压稳定状况，保障居民正常用电，从而解决相关技术中无法对有效监控电网节点中的失稳故障，容易导致电网系统瘫痪，影响居民正常用电的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的故障分析方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的故障集分布示意图；
图3是根据本发明实施例的另一种可选的故障分析方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的故障分析装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种故障分析方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种可选的故障分析方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；
步骤S104，对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；
步骤S106，若第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；
步骤S108，若疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；
步骤S110，对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。
通过上述步骤，可以获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；若第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；若疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。在该实施例中，通过故障集的不断筛选，将属于失稳故障的第三类故障集筛选出来，可帮助电网运行管理人员获知当前断面下影响电压稳定的薄弱环节，以便及时采取相应的调整措施改善电压稳定状况，保障居民正常用电，从而解决相关技术中无法对有效监控电网节点中的失稳故障，容易导致电网系统瘫痪，影响居民正常用电的技术问题。
保证系统的电压稳定，不仅是对当前系统状况而言的，而且要求系统在任何一个可能发生的故障态(如N-1故障)下，要稳定运行，有足够稳定的负荷裕度。对预想故障的快速筛选分析是所有稳定分析的重要任务，是系统预防控制的前提。
本发明实施例涉及的第一类故障集可以是指轻微电压故障对应的故障集，第二类故障集可以是指严重电压故障对应的故障集，第三类故障可以是指失稳电压故障对应的故障集。
实际系统中需要考虑的故障数目非常大，常常包含上千个电压故障。但是，其中的大部分故障对于系统稳定性的影响不大，称为第一类故障/轻微故障，运行人员需要快速识别它们。同时，还有一小部分故障的负荷裕度远小于电网系统(或者为基态系统)的负荷裕度，这类故障称为严重故障，在严重故障中，可能有个别故障的负荷裕度小于0，它们是失稳故障，失稳故障是系统遇到的最严重的威胁。
图2是根据本发明实施例的一种可选的故障集分布示意图，如图2所示，故障1部分指示轻微故障/第一类故障，运行人员需要快速识别它们，图2中的故障2和故障3指示为严重故障/第二类故障，在严重故障中，可能有个别故障的负荷裕度小于0，它们是失稳故障/第三类故障。在图2中，以电压值作为纵轴，负荷裕度作为横轴，采用λ值来分割故障集。
下面结合上述各步骤对本发明实施例进行详细说明。
步骤S102，获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数。
可选的，获取初始故障集的步骤，包括：计算电网系统的稳定临界节点；确定在稳定临界节点所处位置的所有稳定参数，其中，每个稳定参数对应有参数灵敏度；基于参数灵敏度，计算每个电网故障的负荷裕度；将负荷裕度小于预设系统稳定裕度值的电网故障确定为第二类故障；和/或，按照负荷裕度排序结果，选取排序结果在前列的预设数量的电网故障为第二类故障，得到第二类故障集，其中，负荷裕度排序结果是基于负荷裕度值按照从小到大排序的；将除第二类故障集之外的其它电网故障作为第一类故障，得到第一类故障集。
在第一阶段故障筛选中，采用快速的方法从包含几千个故障的故障集中筛选出第二类故障集，筛选的方法包括：第一种，将负荷裕度小于预设系统稳定裕度值的电网故障确定为第二类故障，例如，负荷裕度小于当前系统稳定裕度的一个百分比(通常取25％-40％即可)；第二种，选取排序结果在前列的预设数量的电网故障为严重故障，例如，直接选取负荷裕度最小的K个故障进入严重故障集，K的取值为30-50。
可选的，获取初始故障集的步骤，还包括：分析每个电压故障对应的系统节点是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的系统节点出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障；或者，分析每个电压故障对应的电网区域是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的电网区域出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障，得到第二类故障集。
一部分严重故障具有明显的特征：会造成系统中个别节点或区域的电压大幅下降，或者，有些导致系统电压稳定裕度明显降低的严重故障可使系统中个别节点或区域的电压无法支撑，而对其它区域的影响则很小。
另一种可选的，获取初始故障集的步骤，包括：对每个电压故障对应的系统节点分别进行第一次潮流迭代和第二次潮流迭代，得到节点电压调整量；若通过第二次潮流迭代得到的节点电压调整量大于通过第一次潮流迭代得到的节点电压调整量，则确定电压故障对应的潮流解收敛性低，将电压故障确定为第二类故障，得到第二类故障集。
本系统采用对每个故障进行两次潮流迭代的方法计算节点的电压降，然后根据电压降的程度选择一部分故障进入下一阶段。此外，如果第2次迭代的电压调整量要大于第1次迭代的电压调整量，说明在该故障下潮流解的收敛性不好，成为失稳故障的可能性很大，它们也将进入下一阶段。
步骤S104，对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；
可选的，对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果的步骤，包括：对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个负荷退出运行的潮流解，得到第三潮流解；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单条电网支路退出运行的潮流解，得到第四潮流解；基于第一潮流解、第二潮流解、第三潮流解、第四潮流解，得到第一计算结果。
另一种可选的，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解的步骤，包括：采用第一预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第一预设公式为：
Figure BDA0002801049310000101
Figure BDA0002801049310000102
其中，Bii为节点i的自纳，Gii为节点i的自导，Vi表示节点电压，PGi表示故障前发电机有功输出，PDi节点有功负荷，λ为负荷参数，
Figure BDA0002801049310000103
表示发电机初始的无功输出限值，QGi为发电机i的无功输出，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
上述第一预设公式可理解为单个发电机退出运行的参数化方程。
发电机的实际无功输出限值将随参数λ变化而变化，节点i的类型会在计算中发生PV/PQ转化。当参数λ＝0时，节点潮流方程就是发电机i未发生故障时的潮流方程；当参数λ＝1时，节点潮流方程就是发电机i被移除后的潮流方程。
可选的，对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解的步骤，包括：采用第二预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第二预设公式为：
Figure BDA0002801049310000104
其中，QSi为故障前节点i的电容器的容量，QDi为节点i的无功负荷，Gij为节点电导，Bij为节点电纳，Bii为节点i的自纳，Vi表示节点电压，λ被称为负荷参数，j表示所有与节点i相关联的节点集合。当λ＝0时，节点潮流方程就是电容器i未发生故障时的潮流方程；当参数λ＝1时，节点潮流方程就是电容器i被移除后的潮流方程。
上述第二预设公式可理解为单个并联电容器退出运行的参数化方程。
对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个负荷退出运行的潮流解，得到第三潮流解。
采用第三预设公式，计算单个负荷退出运行的潮流解，第三预设公式：
Figure BDA0002801049310000111
Figure BDA0002801049310000112
当参数λ＝0时，节点潮流方程就是负荷i未发生故障时的潮流方程；当参数λ＝1时，节点潮流方程就是负荷i被移除后的潮流方程。
上述第三预设公式可理解为单个负荷退出运行的参数化方程。
对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单条电网支路退出运行的潮流解，得到第四潮流解。
采用第三预设公式，计算单条电网支路退出运行的潮流解，第三预设公式：
Figure BDA0002801049310000113
Figure BDA0002801049310000114
式中
Figure BDA0002801049310000115
Gii和Bii为支路i-m未发生故障时的系统导纳阵的自导纳。
同样，节点m处的参数化潮流方程也容易推导出。当λ＝0时，节点潮流方程就是支路i-m未发生故障时的潮流方程；当参数λ＝1时，节点潮流方程就是支路i-m被移除后的潮流方程。
上述第四预设公式可理解为单条电网支路退出运行的参数化方程。
多重复杂故障的系统参数化潮流方程就是上述几种情形的线性叠加。值得注意的是，这里仅仅采用了一个参数λ，当参数λ＝0时，节点潮流方程就是系统未发生故障时的静态潮流方程；当参数λ＝1时，节点潮流方程就是系统所有故障设备被移除后的静态潮流方程。这里故障造成系统解列成岛的情形已经被排除了。一般地讲，变压器支路故障可能造成少数发电机或负荷节点从系统中解列出来。处理的办法是考虑这些节点上的注入型设备的故障退出，而忽略考虑该条支路的故障。
简化起见，我们用下式来表示参数化后的系统潮流方程：
f(x,λ)＝0x∈Rn,λ∈R,0≤λ≤1，
式中x∈Rn是n维状态变量向量，λ∈R是故障参数，f:Rn×R→Rn为n维潮流方程。要研究一个多重故障发生后对于系统的非线性影响，就是要观察当参数λ从0变到1的过程中系统状态变量x的变化。
f在区间[0,1]上是关于λ的连续函数，同时也是分段可微函数。之所以是分段可微函数，是因为实际的潮流方程还必须满足一个函数不等式约束：发电机无功出力的上下限值约束。如下式：
Qgimin≤Qgi(x,λ)≤Qgimax i＝1,2,…,ng，
式中Qgimax，Qgimin分别为发电机的无功输出限值。
虽然潮流计算和连续潮流计算中都必须满足上式，但是通常它并不出现在对式潮流方程微分的推导中，它是通过潮流计算中的PV/PQ转换逻辑来实现的。
潮流问题是多解的，由一个稳定解和多个不稳定解组成的。因此，关键问题是如何跟踪系统的解曲线，以使它由初始的稳定运行解很好的沿着稳定解曲线前进，达到下一个稳定解，而不会在各组解之间来回跳动。连续方法作为一种具有此性质的方法已经得到了广为应用。这样，如果故障后系统存在一个静态电压稳定运行解(即λ＝1的解)，则我们模型跟踪得到的就是这个解；如果不存在，则我们模型必然得到一个λ小于1的分岔点。
采用拟弧长参数化方法来扩展系统方程，扩展后的方程为：
Figure BDA0002801049310000131
式中第2个方程是一维拟弧长参数化方程，它可以保证扩展雅克比矩阵在鞍结型分岔点是非奇异的；上标j表示待求点，j-1表示前一个解点，是已知量；
Figure BDA0002801049310000132
表示参数λ对弧长在前一点的偏导数，
Figure BDA0002801049310000133
表示状态变量x对弧长在前一点的偏导向量。Δs是计算步长，具有拟弧长的意义。
忽略上标，其相应的扩展雅克比矩阵为
Figure BDA0002801049310000134
当fx奇异时，上述矩阵是非奇异矩阵。
步骤S106，若第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；
步骤S108，若疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；
步骤S110，对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。
图3是根据本发明实施例的另一种可选的故障分析方法的流程图，如图3所示，其包括：当前系统的稳定性评估阶段、故障筛选阶段1、故障筛选阶段2和稳定控制阶段，其中，当前系统的稳定性评估阶段可以计算基态系统(可理解为电网系统)的稳定临界点，然后计算临界点处各种参数的灵敏度。
而在故障筛选阶段1，包括：得到初始故障集-使用基于灵敏度的稳定裕度(即稳定的负荷裕度)预估方式计算各故障的稳定裕度，并选择裕度值最小的30个故障进入严重故障集，之后，可以使用两次潮流迭代方式选择部分故障进入严重故障集，得到严重故障集。
而在故障筛选阶段2，包括：对于每个电压故障，可以计算故障后系统的潮流解，即PV曲线的第一点，然后判断是否存在潮流解收敛，若是，则计算PV曲线的下一点，使用二次曲线预估方式估计鼻点，判断PV曲线上的第二点距离鼻点是否太远，若是，继续计算曲线上的下一点，若否，将该部分电压故障确定为危险故障集，对危险故障集的电压故障增强控制；若潮流解没有收敛，则使用故障连续潮流模型判断是否为失稳故障，若是失稳故障，根据失稳故障裕度指标进行排序，并对失稳故障集中的所有失稳故障进行预防控制，若不是失稳故障，则开始计算PV曲线上的下一点的潮流解。
在第二阶段从严重故障集中识别出失稳故障，并根据需要进行排序，对其它严重故障进行较精确的稳定裕度计算并进行排序。通常，严重故障集中有几十个故障，因此这一阶段的关键在于评估的精度。本阶段稳定裕度计算采用对PV曲线进行二次曲线拟合的方法，每个故障的计算量为2到3个潮流计算。如果系统没有故障后的静态潮流解，则该故障为疑似失稳故障。对疑似失稳故障的识别可采用故障型连续潮流工具进行。
在整个在线静态稳定性评估和控制系统中故障筛选与排序和当前系统的稳定性评估与稳定控制之间的结构关系。
通过上述实施例，大电网系统采用对每个故障进行两次潮流迭代的方法计算节点的电压降，两阶段法来进行故障筛选与排序,然后根据电压降的程度选择一部分故障进入下一阶段。此外，如果第2次迭代的电压调整量要大于第1次迭代的电压调整量，说明在该故障下潮流解的收敛性不好，成为失稳故障的可能性很大，它们也将进入下一阶段。在第二阶段从严重故障集中识别出失稳故障，并根据需要进行排序，对其它严重故障进行较精确的稳定裕度计算并进行排序。
图4是根据本发明实施例的一种可选的故障分析装置的示意图，如图4所示，该故障分析装置可以包括：获取单元41，第一计算单元43，第一确定单元45，判断单元47，第二确定单元49，其中，
获取单元41，用于获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；
第一计算单元43，用于对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；
第一确定单元45，用于在第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；
判断单元47，用于判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；
第二确定单元49，用于在疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；第三确定单元，用于对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。
上述故障分析装置，可以通过获取单元41获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；通过第一计算单元43对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；通过第一确定单元45在第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；通过判断单元47判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；通过第二确定单元49在疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。在该实施例中，通过故障集的不断筛选，将属于失稳故障的第三类故障集筛选出来，可帮助电网运行管理人员获知当前断面下影响电压稳定的薄弱环节，以便及时采取相应的调整措施改善电压稳定状况，保障居民正常用电，从而解决相关技术中无法对有效监控电网节点中的失稳故障，容易导致电网系统瘫痪，影响居民正常用电的技术问题。
可选的，获取单元包括：第一计算模块，用于计算电网系统的稳定临界节点；第一确定模块，用于确定在稳定临界节点所处位置的所有稳定参数，其中，每个稳定参数对应有参数灵敏度；第二计算模块，用于基于参数灵敏度，计算每个电网故障的负荷裕度；第二确定模块，用于将负荷裕度小于预设系统稳定裕度值的电网故障确定为第二类故障；和/或，第一选取模块，用于按照负荷裕度排序结果，选取排序结果在前列的预设数量的电网故障为第二类故障，得到第二类故障集，其中，负荷裕度排序结果是基于负荷裕度值按照从小到大排序的；第三确定模块，用于将除第二类故障集之外的其它电网故障作为第一类故障，得到第一类故障集。
另一种可选的，获取单元还包括：第一分析模块，用于分析每个电压故障对应的系统节点是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的系统节点出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障；或者，第二分析模块，用于分析每个电压故障对应的电网区域是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的电网区域出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障，得到第二类故障集。
可选的，获取单元包括：迭代模块，用于对每个电压故障对应的系统节点分别进行第一次潮流迭代和第二次潮流迭代，得到节点电压调整量；第四确定模块，用于在通过第二次潮流迭代得到的节点电压调整量大于通过第一次潮流迭代得到的节点电压调整量时，确定电压故障对应的潮流解收敛性低，将电压故障确定为第二类故障，得到第二类故障集。
另一种可选的，第一计算单元包括：第三计算模块，用于对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解；第四计算模块，用于对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解；第五计算模块，用于对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个负荷退出运行的潮流解，得到第三潮流解；第六计算模块，用于对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单条电网支路退出运行的潮流解，得到第四潮流解；第五确定模块，用于基于第一潮流解、第二潮流解、第三潮流解、第四潮流解，得到第一计算结果。
可选的，第三计算模块包括：第一计算子模块，用于采用第一预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第一预设公式为：
Figure BDA0002801049310000161
Figure BDA0002801049310000162
其中，Bii为节点i的自纳，Gii为节点i的自导，Vi表示节点电压，PGi表示故障前发电机有功输出，PDi节点有功负荷，λ为负荷参数，
Figure BDA0002801049310000163
表示发电机初始的无功输出限值，QGi为发电机i的无功输出，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
可选的，第四计算模块包括：第二计算子模块，用于采用第二预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第二预设公式为：
Figure BDA0002801049310000164
其中，QSi为故障前节点i的电容器的容量，QDi为节点i的无功负荷，Gij为节点电导，Bij为节点电纳，Bii为节点i的自纳，Vi表示节点电压，λ被称为负荷参数，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的故障分析方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的故障分析方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取初始故障集，其中，初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；对于第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；若第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将电压故障确定为疑似第三类故障，其中，第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；判断疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；若疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定电压故障为第三类故障；对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报第三类故障集中所有电压故障。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种故障分析方法，其特征在于，包括：
获取初始故障集，其中，所述初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，所述第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，所述负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；
对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；
若所述第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，则将所述电压故障确定为疑似第三类故障，其中，所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；
判断所述疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；
若所述疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定所述电压故障为第三类故障；
对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报所述第三类故障集中所有电压故障。
2.根据权利要求1所述的故障分析方法，其特征在于，获取初始故障集的步骤，包括：
计算电网系统的稳定临界节点；
确定在所述稳定临界节点所处位置的所有稳定参数，其中，每个所述稳定参数对应有参数灵敏度；
基于所述参数灵敏度，计算每个电网故障的负荷裕度；
将负荷裕度小于预设系统稳定裕度值的电网故障确定为第二类故障；和/或，
按照负荷裕度排序结果，选取排序结果在前列的预设数量的电网故障为第二类故障，得到第二类故障集，其中，所述负荷裕度排序结果是基于负荷裕度值按照从小到大排序的；
将除所述第二类故障集之外的其它电网故障作为第一类故障，得到第一类故障集。
3.根据权利要求1所述的故障分析方法，其特征在于，获取初始故障集的步骤，还包括：
分析每个电压故障对应的系统节点是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的系统节点出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障；或者，
分析每个电压故障对应的电网区域是否出现电压下降超出预设下降速度的情况，若电压故障对应的电网区域出现电压下降超出预设下降速度的情况，则确定该电压故障为第二类故障，得到第二类故障集。
4.根据权利要求3所述的故障分析方法，其特征在于，获取初始故障集的步骤，包括：
对每个电压故障对应的系统节点分别进行第一次潮流迭代和第二次潮流迭代，得到节点电压调整量；
若通过所述第二次潮流迭代得到的节点电压调整量大于通过第一次潮流迭代得到的节点电压调整量，则确定电压故障对应的潮流解收敛性低，将所述电压故障确定为第二类故障，得到第二类故障集。
5.根据权利要求1所述的故障分析方法，其特征在于，对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果的步骤，包括：
对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解；
对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解；
对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个负荷退出运行的潮流解，得到第三潮流解；
对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单条电网支路退出运行的潮流解，得到第四潮流解；
基于所述第一潮流解、第二潮流解、第三潮流解、第四潮流解，得到第一计算结果。
6.根据权利要求5所述的故障分析方法，其特征在于，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，得到第一潮流解的步骤，包括：
采用第一预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第一预设公式为：
Figure FDA0002801049300000031
Figure FDA0002801049300000032
其中，Bii为节点i的自纳，Gii为节点i的自导，Vi表示节点电压，PGi表示故障前发电机有功输出，PDi节点有功负荷，λ为负荷参数，
Figure FDA0002801049300000033
表示发电机初始的无功输出限值，QGi为发电机i的无功输出，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
7.根据权利要求6所述的故障分析方法，其特征在于，对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统中单个并联电容器退出运行的潮流解，得到第二潮流解的步骤，包括：
采用第二预设公式，计算电网系统中单个发电机退出运行的潮流解，第二预设公式为：
Figure FDA0002801049300000034
其中，QSi为故障前节点i的电容器的容量，QDi为节点i的无功负荷，Gij为节点电导，Bij为节点电纳，Bii为节点i的自纳，Vi表示节点电压，λ被称为负荷参数，j表示所有与节点i相关联的节点集合。
8.一种故障分析装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取初始故障集，其中，所述初始故障集中至少包括：第一类故障集和第二类故障集，所述第一类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度，所述负荷裕度用于指示电网系统在待发生的电压故障态下稳定运行的概率参数；
第一计算单元，用于对于所述第二类故障集中每个电压故障，计算电网系统在发生电压故障后的潮流解，得到第一计算结果；
第一确定单元，用于在所述第一计算结果指示发生电压故障时没有静态潮流解，将所述电压故障确定为疑似第三类故障，其中，所述第二类故障集中的电压故障的负荷裕度大于所述第三类故障集中的电压故障的负荷裕度；
判断单元，用于判断所述疑似第三类故障中电压故障是否出现失稳状态；
第二确定单元，用于在所述疑似第三类故障中电压故障出现失稳状态，确定所述电压故障为第三类故障；
第三确定单元，用于对所有的第三类故障按照负荷裕度进行排序，得到第三类故障集，并上报所述第三类故障集中所有电压故障。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至7中任意一项所述的故障分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的故障分析方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102723712A (zh) * 2012-06-28 2012-10-10 天津大学 一种提高电力系统暂态稳定性分析效率的方法
CN103795058A (zh) * 2014-02-12 2014-05-14 国家电网公司 电力系统的静态电压稳定裕度分析及系统故障排序方法
CN105406480A (zh) * 2015-12-31 2016-03-16 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 电压稳定预防控制方法及装置
CN109638822A (zh) * 2018-12-19 2019-04-16 国电南瑞科技股份有限公司 计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102723712A (zh) * 2012-06-28 2012-10-10 天津大学 一种提高电力系统暂态稳定性分析效率的方法
CN103795058A (zh) * 2014-02-12 2014-05-14 国家电网公司 电力系统的静态电压稳定裕度分析及系统故障排序方法
CN105406480A (zh) * 2015-12-31 2016-03-16 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 电压稳定预防控制方法及装置
CN109638822A (zh) * 2018-12-19 2019-04-16 国电南瑞科技股份有限公司 计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵晋泉等: "一种用于电力系统静态稳定性分析的故障筛选与排序方法", 《电网技术》 *

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