针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法技术

本发明专利技术是指一种针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法，包括：针对配置了距离型后备保护的电网，并针对连锁跳闸场景，给出衡量电网运行状态与临界之间的距离的表达形式；构建以实现电网运行状态与临界运行状态之间的距离最大化为目标，以电网的发电机组输出功率为优化变量的优化模型；针对优化模型，给出优化的求解算法。本发明专利技术结合距离型后备保护的动作方程，并以调整电网机组功率为手段，通过预防的方法实现对连锁跳闸的防治，既可较为实际地反映电网连锁跳闸的真实场景，又可在减少切机、切负荷带来损失的情况下实现对连锁跳闸的防治。

【技术实现步骤摘要】
针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法
本专利技术属于电力系统
，具体是指一种针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法。
技术介绍
当今时代的电力系统，其规模越来越大，运行也越来越复杂，在这样的的电网中，一方面可以使能源得到更加高效合理的利用，但另一方面也使得维护电力系统的安全运行问题变得更加复杂，因为在大电网中发生的故障往往相互具有连锁效应，元件之间相互波及，一旦连锁效应放大，导致大范围的停电，其损失往往是很严重的。近来来世界范围内的一些大停电事故已经很深刻地说明了这一点，因而，近年来，电网的连锁跳闸以及与之相关的连锁故障问题受到了很多电力工作者的关注。连锁跳闸：当电网中某条线路因故障被跳闸切除后，引起电力系统其他线路的电气量发生变化，当这些线路中的某一些因电气量进入继电保护的动作区而被保护切除，则这样的现象称为连锁跳闸。初始故障：电网连锁跳闸现象中出现的第一个故障，或在分析电网连锁跳闸现象时所考虑的第一个故障。考虑连锁跳闸时的电网临界运行状态：当电网中发生初始故障后，该初始故障是否可以引发连锁故障，这与电网的运行状态是密切相关的，同样的一个初始故障，在有的运行状态下可以引发连锁故障，而在有的运行状态下则不能引发连锁故障，刚好使得该初始故障能够触发连锁故障的运行状态即是电网临界运行状态。目前，对电网连锁跳闸的分析和处理技术主要可以分为两大类，其中第一大类是将连锁跳闸置于长过程的连锁故障过程中，分析和处理整个连锁故障过程的相关问题；另一类是针对初始故障发生后的局部时段分析和研究连锁跳闸以及相关的预防措施。(1)针对连锁故障长过程的分析方法和技术长过程的连锁故障模型，包括连锁故障的发生机理，电网结构对连锁故障的影响以及长过程连锁故障的模拟。其中研究和分析研究故障的发生机理，主要是运用自组织临界理论来解释。目前，一些研究工作者正在开展将此理论用于指导实际的连锁故障分析的研究中，有的给出了通过连锁故障的搜索判别系统进入自组织临界态的算法，有的给出了运用自组织临界理论判别系统可能的停电规模的方法。这些研究和技术对于连锁故障场景中的任何一级故障一般都按照连锁跳闸的模式进行分析，一般不涉及连锁故障中的复杂动态现象。研究和分析电网结构对连锁故障的影响，目前主要是基于复杂网络理论分析电网的拓扑结构故障传播的影响，有的给出了小世界电网的故障传播规律，有的给出辨识影响电网故障传播的关键结构参数的方法。这些研究和技术对于连锁故障场景中的任何一级故障一般也都按照连锁跳闸的模式进行分析，一般也不涉及连锁故障中的复杂动态现象。对于现有长过程连锁故障的模拟技术，目前，既有基于多级连锁跳闸模拟的分析技术，也有在涉及复杂动态的情况进行模拟的技术，不过无论是哪种技术，目前还很难完全真实地再现完整的连锁故障动态过程，主要原因是这些动态过程过于复杂，涉及到的自动装置也没有完全统一的标准。(2)针对连锁故障某一局部时段的分析方法和技术针对连锁故障的某一局部时段的分析方法和技术，一般主要针对连锁故障的早期阶段的连锁跳闸事件进行分析，之所以这样做，是因为连锁故障早期的发展动因是故障线路停运造成的电网潮流的重新调整，其发展速度较为缓慢，有较为充裕的时间采取措施，而且对连锁故障的预防较为有利。近年来的主要方法和技术有：1)基于广域信息的潮流转移识别技术，以及基于潮流转移识别的广域后备保护技术；2)基于本地信息的潮流转移识别和系统保护技术；3)对初始故障产生的潮流转移所关联的输电断面进行识别的技术，以及输电断面保护技术；4)根据初始故障发生后电网是否因潮流转移诱发下一轮连锁过载跳闸，辨识电网的脆弱支路的技术。而传统分析和应对连锁跳闸的技术主要是从九十年代以后开始在电力系统广泛使用的电力系统静态安全分析和控制技术。本专利技术主要针对连锁跳闸现象，通过调整电力系统中各机组的出力，并使得电网对于连锁跳闸的安全水平最高，以此来实现对电网连锁跳闸的预防。与本专利技术最相近的技术方法主要是文献《基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略》(徐慧明，毕天姝，黄少锋，等.《中国电机工程学报》2007，27(19)：32-38.)提出的预防连锁跳闸的控制策略，该技术基于广域信息在全网范围内通过采用切机、且负荷的办法阻止连锁跳闸的发生。该技术和本专利技术相近的地方主要是考虑了在全网的范围内防止连锁跳闸的发生，不过该技术属于紧急控制策略，是在初始故障发生后为阻止连锁故障的发展而采取的措施，所采取的措施主要是切机、切负荷等措施，而本专利技术属于预防策略，并不考虑切机、切负荷等使电网损失发电机和负荷的措施，只是调整电网的潮流。而且本专利技术专门针对配置了距离型后备保护的电网，并以实现电网对于连锁跳闸的安全水平最高为目标，这与上述文献提出的技术也是不同的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法。本专利技术是这样实现的：针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法，包括如下步骤：步骤一：针对配置了距离型后备保护的电网，并针对电网的连锁跳闸场景，给出电网的实际运行状态与电网临界运行状态之间的距离的表示形式；具体包括：设电网的初始故障支路为Lj，当支路Lj被切除且电网的潮流重新调整后，对于电网中除支路Lj外的任一支路Li，根据保护的幅值比较式动作方程，先给出如下的表示形式：Zi·dist＝|Zi·B|-|Zi·A|i＝1,2,…,l(1)式(1)中，l为电网中除了支路Lj以外的支路总数，Zi·dist是支路Li上的Zi·B与Zi·A之间的距离，而Zi·B和Zi·A则是由保护的整定阻抗和测量阻抗组合形成的阻抗；由式(1)，给出衡量电网的运行状态与临界运行状态之间的距离的表达形式，其形式如式(2)所示：D＝min(Zi·dist)i＝1,2,…,l(2)式(2)中，min表示从所有的Zi·dist中取出其最小值；由连锁跳闸的实际表现可知，对于式(2)中的D，当D<0时，电网发生连锁跳闸；当D＝0时，电网处于连锁跳闸的边界，当D>0时，电网不会发生连锁跳闸，而且D越大，电网越不易发生连锁跳闸，即电网的运行状态与临界状态之间的距离越远；步骤二：针对配置了距离型后备保护的电网，并针对连锁跳闸场景，以实现电网运行状态与临界运行状态之间的距离最大为目标，以发电机组的输出功率为优化变量，建立优化模型；在此优化模型中，目标函数如式(3)所示：maxD＝min(Zi·dist)i＝1,2,…,l(3)设初始故障发生前，电网的潮流方程为：f0(x0,u)＝0(4)式(4)中，f0为电网发生初始故障前代表潮流方程的等式约束映射关系，x0为电网发生初始故障前的状态变量，u为发电机机组的输出功率，是待优化的变量；设初始故障发生前，电网的不等约束关系为：h0(x0,u)≤0(5)式(5)中，h0为初始故障发生前，由电网的节点电压，发电机所发的有功、无功功率以及支路功率等参量的上下限所确定的不等式约束关系；设电网在发生初始故障前后，节点注入功率不变，则电网在初始故障后经重新调整其潮流方程为：f1(x1,u)＝0(6)式(6)中，f1为初始故障切除后代表潮流方程的等式约束映射关系，x1为电网潮流初始故障切除后电网的状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：针对配置了距离型后备保护的电网，并针对电网的连锁跳闸场景，给出电网的实际运行状态与电网临界运行状态之间的距离的表示形式；具体包括：设电网的初始故障支路为Lj，当支路Lj被切除且电网的潮流重新调整后，对于电网中除支路Lj外的任一支路Li，根据保护的幅值比较式动作方程，先给出如下的表示形式：Zi·dist＝|Zi·B|‑|Zi·A|i＝1,2,…,l     (1)式(1)中，l为电网中除了支路Lj以外的支路总数，Zi·dist是支路Li上的Zi·B与Zi·A之间的距离，而Zi·B和Zi·A则是由保护的整定阻抗和测量阻抗组合形成的阻抗，Zi·B和Zi·A的取值由相应距离保护的动作方程给出；由式(1)，给出衡量电网的运行状态与临界运行状态之间的距离的表达形式，其形式如式(2)所示：D＝min(Zi·dist)i＝1,2,…,l      (2)式(2)中，min表示从所有的Zi·dist中取出其最小值；由连锁跳闸的实际表现可知，对于式(2)中的D，当D

【技术特征摘要】
1.针对配置距离型后备保护的电网的连锁跳闸预防方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：针对配置了距离型后备保护的电网，并针对电网的连锁跳闸场景，给出电网的实际运行状态与电网临界运行状态之间的距离的表示形式；具体包括：设电网的初始故障支路为Lj，当支路Lj被切除且电网的潮流重新调整后，对于电网中除支路Lj外的任一支路Li，根据保护的幅值比较式动作方程，先给出如下的表示形式：Zi·dist＝|Zi·B|-|Zi·A|i＝1,2,…,l(1)式(1)中，l为电网中除了支路Lj以外的支路总数，Zi·dist是支路Li上的Zi·B与Zi·A之间的距离，而Zi·B和Zi·A则是由保护的整定阻抗和测量阻抗组合形成的阻抗，Zi·B和Zi·A的取值由相应距离保护的动作方程给出；由式(1)，给出衡量电网的运行状态与临界运行状态之间的距离的表达形式，其形式如式(2)所示：D＝min(Zi·dist)i＝1,2,…,l(2)式(2)中，min表示从所有的Zi·dist中取出其最小值；由连锁跳闸的实际表现可知，对于式(2)中的D，当D<0时，电网发生连锁跳闸；当D＝0时，电网处于连锁跳闸的边界，当D>0时，电网不会发生连锁跳闸，而且D越大，电网越不易发生连锁跳闸，即电网的运行状态与临界状态之间的距离越远；步骤二：针对配置了距离型后备保护的电网，并针对连锁跳闸场景，以实现电网运行状态与临界运行状态之间的距离最大为目标，以发电机组的输出功率为优化变量，建立优化模型；在此优化模型中，目标函数如式(3)所示：maxD＝m...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓慧琼，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35