[发明专利]电力系统连锁故障模式预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统连锁故障机理分析技术领域，特别涉及一种电力系统连锁故障模式预测方法。

背景技术

现代电网的大规模互联使得电力系统安全稳定问题越来越复杂，并且恶劣天气还会导致电力系统内的元器件发生“故障聚集”现象，由此发生的多起电力系统大面积停电事故，造成了灾难性的影响。连锁故障被认为是引起这些严重事故的主要诱因，如何较为合理的反映后续事件与初始扰动之间的关系成为连锁故障机理分析的热点之一。分析国内外大停电事故的发展过程可以发现，初始故障后，系统的拓扑结构发生改变，某些元件将会产生较大的潮流波动，从而引发一系列后续事件。简单说来，连锁故障的过程表现为一系列发电机与供电线路的连锁反应跳闸，最终导致系统解列、频率失稳或电压崩溃。

现有连锁故障模式的研究方法主要包括两个方面：a基于传统潮流和稳定计算的方法，利用故障前后潮流变化的相关数据来构建指标进行相关评估，其在连锁故障分析过程中的公共认可度较高；b基于电网拓扑结构的方法，主要包括复杂网络理论法。另外，分析电力系统连锁故障总体上有两种思路，一是初始故障发生后，对后续故障的预测；二是针对所有可能的连锁故障，寻找对系统危害程度最大的故障模式。

目前，在建立电力系统连锁故障模式预测指标时遇到的最大问题是：在针对电力系统实时运行参数或自身固有的网络拓扑结构建立指标时，往往只能兼顾实时运行或者拓扑结构性单一方面，并且没有考虑气象因子等其他外部条件。但电力系统的脆弱性不仅仅与系统的实时运行参数、网络约束条件系统有关，还与自身的结构脆弱性以及天气变化等因素密切相关。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能综合考虑电网状态、网架结构以及气象因子对电力系统造成影响的电力系统连锁故障模式预测方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种电力系统连锁故障模式预测方法，包括以下步骤：

a、计算初始故障前系统的稳态潮流：采用有功无功同时增长的负荷增长方式，用内点法解得系统初始故障前临界状态的潮流解；

b、计算综合脆弱性指标：计算初始故障前各支路从稳态到临界态积累的能量值E_ij⁽⁰⁾和各支路的电气介数B_ij⁽⁰⁾，并通过等式计算每条支路的α_ij⁽⁰⁾，其中s表示故障级数；

c、确定初始故障：通过建立贝叶斯网络（Bayesian network）模型得到电力系统中线路的平均故障率通过等式计算，并结合气象因子对电力系统造成故障的概率P₀(t)，确定连锁故障的初始故障，并令s=1；

d、计算故障后综合脆弱性指标：计算s级故障发生后系统的稳态潮流与临界状态潮流，计算s级故障后各支路的电气介数B_ij^(s)和能量值E_ij^(s)，并通过等式αij(s)=Eij(s)1Bij(s)(s=0,1,2,···)]]>计算每条支路的α_ij^(s)；