一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，属于电网安全技术领域，包括二级故障预警监控单元、电网严重故障分析评估系统、一级故障预警监控单元、数据集中处理单元、故障离线计算单元、预设电网运行可靠性模型和巡检移动终端，将离线计算结果与电网运行可靠性模型比较，判断并预警电网运行故障，并判断大区域电网运行是否具有连锁故障。本发明专利技术能够针对电网中存在的潜在的严重故障提出预警，并对各种严重故障进行评估，并对故障进行预判预警，使分析能够实时化，既减轻了日常工作的工作量，能够在保障电网安全的基础上为重要负荷连续、可靠供电提供必要的技术保障。

A cascading failure early warning analysis system based on large regional power grid operation

This invention discloses an early warning and analysis system of power grid chain fault based on the operation of large area power grid, which belongs to the field of power grid security technology, including two level fault warning and monitoring unit, power grid serious fault analysis and evaluation system, first level fault warning and monitoring unit, data centralized processing unit, fault off-line calculation unit, presupposition. The power grid operation reliability model and the patrol mobile terminal, compare the off-line calculation results with the power grid operation reliability model, judge and warn the fault of the power grid operation, and judge whether the operation of the large area power grid has a chain fault. The invention can provide early warning for the potential serious faults in the power grid, evaluate all kinds of serious faults, and prewarn the faults to make the analysis real-time. It can not only reduce the workload of the daily work, but also provide a continuous and reliable power supply for the important load on the basis of ensuring the security of the power grid. Technical guarantee.

【技术实现步骤摘要】
一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统
本专利技术涉及一种电网运行故障预警分析系统，特别是涉及一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，属于电网安全

技术介绍
近两年国内外频繁发生因连锁故障导致的大电网事故，比如2011年9月8日美国西南太平洋电网崩溃，亚利桑那州、南加州、下加利福尼亚和墨西哥的部分地区包括整个圣迭戈地区都受到影响，损失负荷7835兆瓦，停电长达12小时，本事故是因一条500kV线路故障停运，电网随之发生相继故障，从事故发生到电网解列崩溃，整个过程持续11分钟，N-1分析无法分析出这种因相继故障并造成大范围停电事故情况，因N-1分析用于计算分析的电网方式不正确，实际上该线路2个月前发生停运事故并没有相继故障发生。从电网安全角度出发十分有必要建设电网连锁故障的预警、分析和评估系统，但是传统的N-1、N-2等确定性分析方法无法胜任该工作，电网运行十分复杂，电网运行过程中的需要全面的电网计算支持，在日常方式计算中发电机出力、负荷和电网设备状态等计算数据停留在人工输入数据和计算上，数据录入不但烦琐量大，而且不能及时反映电网的实际运行工况，极大影响了运行方式计算分析的精度和速度，比如一个正常的检修方式的计算首先需要方式人员收集检修前电网的运行方式，包括各个母线的负荷和发电注入量、各个电网设备的运行状态并填入计算数据中，因此，研究出一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了提供一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，用于对电网中存在的潜在严重故障提出预警，并对各种严重故障进行分析评估。本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，包括二级故障预警监控单元、电网严重故障分析评估系统、一级故障预警监控单元、数据集中处理单元、故障离线计算单元、预设电网运行可靠性模型和巡检移动终端，所述二级故障预警监控单元与所述一级故障预警监控单元通讯连接，所述二级故障预警监控单元与所述电网严重故障分析评估系统电连接，所述二级故障预警监控单元用于对小区域内电网运行进行故障监测，并向所述一级故障预警监控单元发送故障监测数据，并接收其指令，并接收所述巡检移动终端发送的巡检结果，所述一级故障预警监控单元与所述数据集中处理单元通讯连接，所述一级故障预警监控单元用于对由多个小区域组成的大区域内的电网重要负载进行故障评估，并对配网及配电站点周边环境进行监测预警，并向所述数据集中处理单元发送数据，并接收其指令，接收所述二级故障预警监控单元发送来的故障监测数据，所述数据集中处理单元分别与故障离线计算单元和预设电网运行可靠性模型电连接，所述数据集中处理单元用于汇总和处理所述一级故障预警监控单元发送的信息及指令，所述故障离线计算单元用于对故障监测数据进行离线计算，并将离线计算结果发送至所述数据集中处理单元，所述预设电网运行可靠性模型内预设有电网运行可靠性模型，所述数据集中处理单元将所述故障离线计算单元的离线计算结果与电网运行可靠性模型比较，判断并预警电网运行故障，并判断大区域电网运行是否具有连锁故障。优选的方案是，所述二级故障预警监控单元还与负载故障监测单元连接，所述负载故障监测单元采用电源追溯的方式针对小区域内的普通供电负荷从主网到配网的各个层面进行电源追溯，实现对负载的故障监测。在上述任一方案中优选的是，所述二级故障预警监控单元与所述巡检移动终端之间通过巡检通讯基站无线通讯连接，所述巡检通讯基站建设在配电线路附近或建立在配电站点内。在上述任一方案中优选的是，所述电网严重故障分析评估系统采用基于电网短期运行可靠性的连锁故障预测与风险评估，对电网在实时运行条件下的电网运行风险，特别是连锁故障进行风险预警，监测配网运行设备自身健康状况、外部环境条件、系统运行行为和运行条件，通过电力系统运行可靠性对电网各种故障行为进行风险评估。在上述任一方案中优选的是，所述二级故障预警监控单元还分别与配电站点故障监测单元和关键配网故障监测单元连接，所述关键配网故障监测单元用于对关键配网进行故障监测，并将监测数据发送至所述二级故障预警监控单元，所述配电站点故障监测单元用于对配电站点进行故障监测，并将监测数据发送至所述二级故障预警监控单元，所述二级故障预警监控单元用于对小区域内的电网运行状态进行故障监测，向所述一级故障预警监控单元发送对小区域内电网运行状态监测的故障监测数据，并接收所述一级故障预警监控单元的控制指令。在上述任一方案中优选的是，所述一级故障预警监控单元分别与重要负载故障分析评估单元和环境监测预警单元连接，所述重要负载故障分析评估单元用于对重要负载进行故障分析及评估，所述环境监测预警单元用于对环境进行监测预警，环境的监测至少包括风速扰动，风速扰动包括阵风扰动和渐变风扰动，所述一级故障预警监控单元用于对由多个小区域组成的大区域电网运行总体状态进行故障监测，向所述所述二级故障预警监控单元发送故障监测指令，将接收到的所述二级故障预警监控单元发送来的故障监测数据发送至所述数据集中处理单元，并接收所述所述数据集中处理单元的控制指令。在上述任一方案中优选的是，所述预设电网运行可靠性模型与所述数据集中处理单元连接，所述预设电网运行可靠性模型内预设有基于传输潮流的线路停运概率模型、基于频率及电压的发电机停运概率模型和基于频率及母线电压的负荷停运概率模型。在上述任一方案中优选的是，所述数据集中处理单元还分别与分布式存储单元和分布式数据库单元，所述分布式存储单元用于将所述数据集中处理单元处理的数据进行分布式存储；所述分布式数据库单元用于为所述数据集中处理单元提供预设分布式数据库。在上述任一方案中优选的是，所述数据集中处理单元分别与多元化显示单元和基础软件支撑单元连接，所述多元化显示单元用于提供系统的多元化显示界面，所述基础软件支撑单元用于提供系统运行软件，所述数据集中处理单元用于汇总和处理所述一级故障预警监控单元发送的信息及指令，并向所述一级故障预警监控单元发送控制指令，调取所述故障离线计算单元内的数据和所述预设电网运行可靠性模型内的模型，并将该数据与该模型进行比较。在上述任一方案中优选的是，所述数据集中处理单元还与在线预警计算系统连接，所述在线预警计算系统是基于给定计算公式的在线预警计算，预警计算内容至少包括设备的容载比、电网的负载分布和变压器的经济运行评估。本专利技术的有益技术效果：按照本专利技术的基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，本专利技术提供的基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，能够针对电网中存在的潜在的严重故障提出预警，并对各种严重故障进行评估，并对故障进行预判预警，使分析能够实时化，既减轻了日常工作的工作量，能够在保障电网安全的基础上为重要负荷连续、可靠供电提供必要的技术保障。附图说明图1为按照本专利技术的基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统的一优选实施例的整体结构示意图。图中：1-在线预警计算系统，2-分布式数据库单元，3-分布式存储单元，4-基础软件支撑单元，5-多元化显示单元，6-数据集中处理单元，7-预设电网运行可靠性模型，8-故障离线计算单元，9-一级故障预警监控单元，10-重要负载故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，包括二级故障预警监控单元（12）、电网严重故障分析评估系统（14）、一级故障预警监控单元（9）、数据集中处理单元（6）、故障离线计算单元（8）、预设电网运行可靠性模型（7）和巡检移动终端（18），其特征在于：所述二级故障预警监控单元（12）与所述一级故障预警监控单元（9）通讯连接，所述二级故障预警监控单元（12）与所述电网严重故障分析评估系统（14）电连接，所述二级故障预警监控单元（12）用于对小区域内电网运行进行故障监测，并向所述一级故障预警监控单元（9）发送故障监测数据，并接收其指令，并接收所述巡检移动终端（18）发送的巡检结果，所述一级故障预警监控单元（9）与所述数据集中处理单元（6）通讯连接，所述一级故障预警监控单元（9）用于对由多个小区域组成的大区域内的电网重要负载进行故障评估，并对配网及配电站点周边环境进行监测预警，并向所述数据集中处理单元（6）发送数据，并接收其指令，接收所述二级故障预警监控单元（12）发送来的故障监测数据，所述数据集中处理单元（6）分别与故障离线计算单元（8）和预设电网运行可靠性模型（7）电连接，所述数据集中处理单元（6）用于汇总和处理所述一级故障预警监控单元（9）发送的信息及指令，所述故障离线计算单元（8）用于对故障监测数据进行离线计算，并将离线计算结果发送至所述数据集中处理单元（6），所述预设电网运行可靠性模型（7）内预设有电网运行可靠性模型，所述数据集中处理单元（6）将所述故障离线计算单元（8）的离线计算结果与电网运行可靠性模型比较，判断并预警电网运行故障，并判断大区域电网运行是否具有连锁故障。...

【技术特征摘要】
1.一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，包括二级故障预警监控单元（12）、电网严重故障分析评估系统（14）、一级故障预警监控单元（9）、数据集中处理单元（6）、故障离线计算单元（8）、预设电网运行可靠性模型（7）和巡检移动终端（18），其特征在于：所述二级故障预警监控单元（12）与所述一级故障预警监控单元（9）通讯连接，所述二级故障预警监控单元（12）与所述电网严重故障分析评估系统（14）电连接，所述二级故障预警监控单元（12）用于对小区域内电网运行进行故障监测，并向所述一级故障预警监控单元（9）发送故障监测数据，并接收其指令，并接收所述巡检移动终端（18）发送的巡检结果，所述一级故障预警监控单元（9）与所述数据集中处理单元（6）通讯连接，所述一级故障预警监控单元（9）用于对由多个小区域组成的大区域内的电网重要负载进行故障评估，并对配网及配电站点周边环境进行监测预警，并向所述数据集中处理单元（6）发送数据，并接收其指令，接收所述二级故障预警监控单元（12）发送来的故障监测数据，所述数据集中处理单元（6）分别与故障离线计算单元（8）和预设电网运行可靠性模型（7）电连接，所述数据集中处理单元（6）用于汇总和处理所述一级故障预警监控单元（9）发送的信息及指令，所述故障离线计算单元（8）用于对故障监测数据进行离线计算，并将离线计算结果发送至所述数据集中处理单元（6），所述预设电网运行可靠性模型（7）内预设有电网运行可靠性模型，所述数据集中处理单元（6）将所述故障离线计算单元（8）的离线计算结果与电网运行可靠性模型比较，判断并预警电网运行故障，并判断大区域电网运行是否具有连锁故障。2.根据权利要求1所述的一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，其特征在于：所述二级故障预警监控单元（12）还与负载故障监测单元（16）连接，所述负载故障监测单元（16）采用电源追溯的方式针对小区域内的普通供电负荷从主网到配网的各个层面进行电源追溯，实现对负载的故障监测。3.根据权利要求1所述的一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，其特征在于：所述二级故障预警监控单元（12）与所述巡检移动终端（18）之间通过巡检通讯基站（17）无线通讯连接，所述巡检通讯基站（17）建设在配电线路附近或建立在配电站点内。4.根据权利要求1所述的一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，其特征在于：所述电网严重故障分析评估系统（14）采用基于电网短期运行可靠性的连锁故障预测与风险评估，对电网在实时运行条件下的电网运行风险，特别是连锁故障进行风险预警，监测配网运行设备自身健康状况、外部环境条件、系统运行行为和运行条件，通过电力系统运行可靠性对电网各种故障行为进行风险评估。5.根据权利要求1所述的一种基于大区域电网运行的电网连锁故障预警分析系统，其特征在于：所述二级故障预警监控单元（12）还分别与配电站点故障监测单元（15）和关键配网故障监测单元（13）连接，所述关...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐宜良，罗海忠，刘磊，吴红园，常彦，王东，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司抚州供电分公司，国网江西省电力有限公司宜黄县供电分公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西,36