[发明专利]一种基于主动最小切机的电力系统连锁故障阻断方法

说明书

本发明提供了一种基于主动最小切机的电力系统连锁故障阻断方法，用于解决现有技术中由线路过负荷导致的电力系统连锁故障问题。提出了用于阻断连锁故障的最小切机量的计算方法；同时，考虑了电源功率约束、负荷容量约束以及平衡节点调节速度约束，提出了校验所得最小切机量的校验方法；同时，针对最小切机量不满足约束的情况，提出了最小切机量的校正方法。所提方法能最大化利用电力系统中电源的功率控制能力，快速恢复过负荷输电线路功率，并尽可能减少切机切负荷功率，从而有效阻断电力系统连锁故障，并降低阻断成本，提高电力系统稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统连锁故障控制领域，具体涉及一种基于主动最小切机的电力系统连锁故障阻断方法。

背景技术

近年，世界范围内发生了多起大停电事故，这些大停电往往是由连锁故障引起的。随着我国特高压互联电网规模的不断扩大，一旦发生连锁故障事件，必将造成重大损失。因此，如何对连锁故障风险进行正确有效地控制，对保证电网安全可靠运行具有重要意义。研究表明，随机故障造成的潮流转移、过负荷跳闸是诱发连锁故障的一个重要因素，应采取控制措施消除过负荷，避免连锁过载跳闸的发生。

部分研究人员力图通过保护原理和整定方法的改进来避免连锁故障。但是，该方式仅能延缓线路的切除来为电网紧急控制提供更多时间，并不能彻底避免线路切除或线路切除后大量元件退出运行，因而不能从根本上避免连锁故障。目前，切机切负荷是用于消除过负荷最常用的方式，通过切机切负荷，可以在极短时间内将过负荷输电线路功率恢复正常。然而，切机切负荷必然导致较大的经济损失，并且会对电力系统的供电可靠性产生不利影响。因此，在过负荷发生后，应当尽可能减少切机切负荷功率。

研究表明，过负荷发生后，输电线路的安全性不会立即受到威胁，而是在线路温度上升至最大允许温度之后，才容易导致线路的破坏。而线路的温升过程较为缓慢，因为过负荷的控制无需立即完成。电力系统中电源具有功率调节能力，通过电源功率的调节，同样能够降低过负荷输电线路功率。因此，可以结合切机切负荷以及电源功率的调节，来实现过负荷输电线路的安全恢复，从而在尽可能少的切机切负荷情况下，阻断连锁故障，保障系统的经济性以及安全稳定。然而，目前如何结合切机切负荷以及电源功率的调节对过负荷进行控制，还缺少理论方法的支撑，难以得到安全可靠的方案。

综上所述，如何提供一种新的连锁故障阻断方法，在尽可能降低切机切负荷并且保障系统安全稳定的前提下，对过负荷进行控制，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于主动最小切机的电力系统连锁故障阻断方法。提出了用于阻断连锁故障的最小切机量的计算方法；同时，考虑了电源功率约束、负荷容量约束以及平衡节点调节速度约束，提出了校验所得最小切机量的校验方法；同时，针对最小切机量不满足约束的情况，提出了最小切机量的校正方法。所提方法能最大化利用电力系统中电源的功率控制能力，快速恢复过负荷输电线路功率，并尽可能减少切机切负荷功率，从而有效阻断电力系统连锁故障，并降低阻断成本，提高电力系统稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于主动最小切机的电力系统连锁故障阻断方法，包括如下步骤：

S101、当输电线路发生过负荷时，将同步发电机节点、负荷节点和包括同步发电机和新能源电源在内的电源节点分别按功率灵敏度从大到小排序，在将功率灵敏度排序第1的同步发电机节点作为切机节点，将功率灵敏度排序第1的负荷节点作为切负荷节点，将功率灵敏度排序第k的电源节点作为平衡节点时，计算保证过负荷输电线路安全恢复所需的最小切机量

S102、校验所述最小切机量是否满足电源容量约束、负荷容量约束和平衡节点功率调节速度约束；若满足，则将所述最小切机量记为理想切机量，执行S106；若不满足电源容量约束，执行S103；若不满足负荷容量约束，执行S104；若不满足平衡节点功率调节速度约束，执行S105；