一种大电网连锁故障风险计算方法技术

本发明专利技术提供了一种大电网连锁故障风险计算方法，该方法包括如下步骤：步骤110：初始化电网，按照一定模式形成具有一定网络节点数目和相应输电线路的初始网络；步骤120：计算网络连锁故障；步骤130：根据步骤120计算结果利用公式计算该规模网络连锁故障风险值：步骤140：为初始网络增加m个网络节点，重新从步骤110执行。本发明专利技术可以针对不同的电网增长模式进行计算，判断在不同增长模式下的电网增长过程中的风险，从而根据不同的情况选取不同的建设模式和网络规模，选择规模适度、电源与负荷点分布合理的输电网架结构及规划方案，在负荷密集中心适量建设电源支撑点可加强电网结构及输送能力，降低连锁故障风险。

【技术实现步骤摘要】
一种大电网连锁故障风险计算方法
本专利技术涉及电力系统规划领域，特别的，涉及一种对电网连续增长中可能出现的连锁故障风险的计算方法。
技术介绍
我国电网从城市孤立电网发展成地区电网，再发展成省内电网，进而发展为大区电网，电网规模不断扩大，电压等级不断提高。随着西电东送、南北互供、全国联网大系统的建设，大电网一旦发生大停电，对人民生产生活影响巨大，经济损失惨重。大停电一般表现出连锁故障的特点，因此，迫切需要研究大电网发展建设过程中连锁故障问题，为电网规划建设提供科学依据。以往电网规划中连锁故障的研究只针对某一固定规模电网，未考虑实际中大电网的规模是处于不断发展变化的状态，不能预估某一电网处于未来不同规模下连锁故障风险；未针对大型输电网特点进行研究，不能应用这些方法得出大型电网联网建设过程中的连锁故障风险值，无法指导规划部门建设连锁故障风险小、规模合理的大电网。因此，针对发展变化中的大电网的连锁故障特点进行研究，建立模拟大电网建设发展的生长模型进行连锁故障风险计算，指导规划建设合理规模电网显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中没有对大电网的连锁故障进行分析，从而评估得到适当的电网扩容建设方案的问题，提出了一种大电网连锁故障风险计算方法。本专利技术公开了如下技术方案：步骤110：初始化电网，按照一定模式形成具有一定网络节点数目和相应输电线路的初始网络；步骤120：计算网络连锁故障：断开初始网络中任两回线路，进行N-2扰动，计算潮流；设定线路功率越限条件以及节点电压越限条件，如果有某条线路的线路流过功率越限或者某个节点的节点电压越限，断开相应的越限线路和/或越限节点形成残余网络；之后重新计算所述残余网络的潮流，检测是否有其它线路的线路流过功率越限或者其它节点的节点电压越限，如果有则断开相应的越限线路和/或越限节点，形成新的残余网络，重复这一过程至最终的残余网络中所有线路流过功率和节点电压不越限或者残余网络崩溃为止，然后统计并输出如下数据：第i次故障损失的负荷量，第i次故障损失的线路总条数，第i次故障损失的节点总个数，本次连锁故障计算中总的扰动次数，总负荷量，某一规模下线路总条数，某一规模下节点总个数；步骤130：利用公式（1）和公式（2）计算该规模网络连锁故障风险值：公式（1）公式（2）其中，r为连锁故障风险值，si为第i次故障后果严重度，pi为第i次故障损失的负荷量，li为第i次故障损失的线路总条数，bi为第i次故障损失的节点总个数，d为本次连锁故障计算中总的扰动次数，p为总负荷量，l为某一规模下线路总条数，b为某一规模下节点总个数,c1、c2、c3为常数，通常根据实践经验而设定，并且c1+c2+c3=1；步骤140，为初始网络增加m个网络节点，重新从步骤110执行。其中，在步骤110中的所述一定模式为均匀概率发展模式，所述均匀概率发展模式为形成基础节点数目和相应输电线路的网络，在此基础上，往各个部分外围节点上按照1:1比例均衡增加电源节点及负荷节点，形成新的网络结构。其中，在步骤110中的所述一定模式为不均匀概率发展模式，所述不均匀概率发展模式为：首先形成基础节点数目和相应输电线路的网络，在此基础上，往各个部分外围节点上按照固定比例增加电源节点及负荷节点形成新的电网，同时增加节点间线路，其中在电力富裕区域所增加的电源节点与负荷节点的比例为a:1，其中a≥3，其它区域所增加的电源节点与负荷节点的比例为1:a,其中a≥3。其中，所述不均匀概率发展模式为负荷中心电源支撑点较少电力流模式，a≥9。其中，所述不均匀概率发展模式为负荷中心电源支撑点较多电力流模式，此时6≥a≥4，优选a为5。其中，在步骤110中，当首次形成电网或者对电网增加节点进行扩容后，还对电网进行校验，包括如下步骤：计算电网的电源节点注入网络有功功率和无功功率，发电机发出有功功率和无功功率的范围，负荷节点流出网络有功功率和无功功率，线路始末节点编号，阻抗标幺值，导纳标幺值，校验网络是否满足潮流收敛校验和N-1校验，不满足修改相应线路、变电站数据，直到电网满足校验要求为止。其中，在步骤120中，所述线路功率越限条件为：Pl>Pmax，所述节点电压越限条件为Ui>1.05U0或Ui<0.95U0，Pl为线路流过功率，Pmax为线路最大输送功率、U0为基准电压，1.05U0、0.95U0分别为最高、最低节点电压，1.05、0.95为标幺值。其中，所述基础节点数目为10。其中，m为5。因此，本专利技术可以针对不同的电网增长模式进行计算，判断在不同的电网增长过程中的风险，从而根据不同的情况选取不同的建设模式和网络规模，选择规模适度、电源与负荷点分布合理的输电网架结构及规划方案，在负荷密集中心适量建设电源支撑点可加强电网结构及输送能力，降低连锁故障风险。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的大电网连锁故障风险计算方法的流程图；图2是根据本专利技术的实施例的某规模网络的连锁故障风险的具体计算方法的流程图；图3是根据本专利技术的实施例的三种不同发展模式下电网连锁故障风险值的对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术的大电网连锁故障计算方法是一种循环计算的方法，首先按照一定模式初始化一个模拟总电网，包含若干个节点，以及在这些节点之间的线路，然后针对该电网计算网络的连锁故障，其次，利用计算得到的数据，计算网络的连锁故障风险值，最后，增加电网节点，增加电网规模，再返回最初步骤对扩容后的网络进行初始化，从而进一步针对该电网计算网络的连锁故障，以此循环，最终得到在一定模式下不同规模电网连锁故障的风险。在本专利技术中，电网增长的模式能够有不同的模式，这样，用户可以了解到在增长到不同规模下，不同电网增长模式在电网扩容中的电网连锁故障风险值分别是多少，从而根据所需要建设的网络规模选择合适的电网增长模式。实施例1：图1是根据本专利技术的实施例1的大电网连锁故障风险计算方法的流程图，图2是根据本专利技术的实施例的某规模网络的连锁故障风险的具体计算方法的流程图。步骤110：初始化电网，按照一定模式形成具有一定网络节点数目和相应输电线路的初始网络；步骤120：计算网络连锁故障：断开初始网络中任两回线路，进行N-2扰动，计算潮流（loadflowcalculation）；设定线路功率越限条件以及节点电压越限条件，如果有某条线路的线路流过功率越限或者某个节点的节点电压越限，断开相应的越限线路和/或越限节点形成残余网络；之后重新计算所述残余网络的潮流，检测是否有其它线路的线路流过功率越限或者其它节点的节点电压越限，如果有则断开相应的越限线路和/或越限节点，形成新的残余网络，重复这一过程至最终的残余网络满足结束条件，即所有线路流过功率和节点电压不越限或者残余网络崩溃为止，然后统计并输出如下数据：第i次故障损失的负荷量，第i次故障损失的线路总条数，第i次故障损失的节点总个数，本次连锁故障计算中总的扰动次数，总负荷量，某一规模下线路总条数，某一规模下节点总个55数；本领域技术人员应当知道，N-2扰动是指正常运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大电网连锁故障风险计算方法，包括如下步骤：步骤110：初始化电网，按照一定模式形成具有一定网络节点数目和相应输电线路的初始网络；步骤120：计算网络连锁故障：断开初始网络中任两回线路，进行N‑2扰动，计算潮流；设定线路功率越限条件以及节点电压越限条件，如果有某条线路的线路流过功率越限或者某个节点的节点电压越限，断开相应的越限线路和/或越限节点形成残余网络；之后重新计算所述残余网络的潮流，检测是否有其它线路的线路流过功率越限或者其它节点的节点电压越限，如果有则断开相应的越限线路和/或越限节点，形成新的残余网络，重复这一过程至最终的残余网络中所有线路流过功率和节点电压不越限或者残余网络崩溃为止，然后统计并输出如下数据：第i次故障损失的负荷量，第i次故障损失的线路总条数，第i次故障损失的节点总个数，本次连锁故障计算中总的扰动次数，总负荷量，某一规模下线路总条数，某一规模下节点总个数；步骤130：利用公式（1）和公式（2）计算该规模网络连锁故障风险值：r=Σi=1d1d×si]]>公式（1）si=c1×pip+c2×lil+c3×bib]]>公式（2）其中，r为连锁故障风险值，si为第i次故障后果严重度，pi为第i次故障损失的负荷量，li为第i次故障损失的线路总条数，bi为第i次故障损失的节点总个数，d为本次连锁故障计算中总的扰动次数，p为总负荷量，l为某一规模下线路总条数，b为某一规模下节点总个数,c1、c2、c3为根据实践经验而设定的常数并且c1+c2+c3=1；步骤140，为初始网络增加m个网络节点，重新从步骤110执行。...

【技术特征摘要】
1.一种大电网连锁故障计算方法，包括如下步骤：步骤110：初始化电网，按照一定模式形成具有一定网络节点数目和相应输电线路的初始网络；步骤120：计算网络连锁故障：断开初始网络中任两回线路，进行N-2扰动，计算潮流；设定线路功率越限条件以及节点电压越限条件，如果有某条线路的线路流过功率越限或者某个节点的节点电压越限，断开相应的越限线路和/或越限节点形成残余网络；之后重新计算所述残余网络的潮流，检测是否有其它线路的线路流过功率越限或者其它节点的节点电压越限，如果有则断开相应的越限线路和/或越限节点，形成新的残余网络，重复这一过程至最终的残余网络中所有线路流过功率和节点电压不越限或者残余网络崩溃为止，然后统计并输出如下数据：第i次故障损失的负荷量，第i次故障损失的线路总条数，第i次故障损失的节点总个数，本次连锁故障计算中总的扰动次数，总负荷量，某一规模下线路总条数，某一规模下节点总个数；步骤130：利用公式(1)和公式(2)计算该规模网络连锁故障风险值：其中，r为连锁故障风险值，si为第i次故障后果严重度，pi为第i次故障损失的负荷量，li为第i次故障损失的线路总条数，bi为第i次故障损失的节点总个数，d为本次连锁故障计算中总的扰动次数，p为总负荷量，l为某一规模下线路总条数，b为某一规模下节点总个数,c1、c2、c3为常数，且c1+c2+c3＝1；步骤140，为初始网络增加m个网络节点，重新从步骤110执行。2.根据权利要求1所述的大电网连锁故障计算方法，其特征在于：在步骤110中的所述一定模式为均匀概率发展模式，所述均匀概率发展模式为形成基础节点数目和相应输电线路的网络，在此基础上，往各个部分外围节点上按照1:1比例均衡增加电源节点及负荷节点，形成新的网络结构。3.根据权利要求1所述的大电网连锁故障计算方法，其特征在于：在步骤110中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘开俊，刘自发，韩丰，刘连光，郭会萌，李晖，彭冬，王智冬，吉星，王泽黎，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京经济技术研究院，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11