基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法，包括：1、构建电力信息物理系统；2、确定事故链的初始故障集；3、划分时间尺度过程；4、初始化j＝1，选取初始故障；5、电力信息物理系统进入第j‑1阶段的短时间尺度过程；6、线路过负荷协调控制；7、判断事故链搜索是否满足结束条件，若是，则执行步骤11，否则，执行步骤8；8、选择第j阶段开断线路；9、电力信息物理系统进入第j阶段的短时间尺度过程；10、更新时间和负荷水平，将j+1赋值给j并返回步骤6顺序执行；11、记录事故链相关数据。本发明专利技术考虑系统的动态过程和时间特性问题，从而为交直流电力信息物理系统连锁故障的防控提供理论指导。

【技术实现步骤摘要】
基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法
本专利技术属于电力系统领域，具体的说是一种基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法。
技术介绍
随着智能电网战略的推进以及信息技术的发展，电力系统中数据的采集、传递和控制愈来愈频繁，信息空间和电力物理系统的联系更加紧密，电网正朝着电力信息物理系统的方向演化。当前由信息物理融合带来的电力系统安全稳定性问题已经凸显。因此，考虑电力信息物理系统的安全稳定性对系统连锁故障的影响十分必要。现阶段，针对纯交流CPPS连锁故障研究较多。而交直流CPPS系统连锁故障却鲜有研究。当前研究在建立交直流连锁故障模型来分析交直流连锁故障，建立信息物理网络连锁故障模型来分析信息网络对电网连锁故障的影响时，模型未考虑系统的动态过程和时间特性问题，不能准确模拟连锁故障在不同物理现象和控制对策相互作用下的发展过程，从而导致事故链的预测结果与实际场景差别较大。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法，以期能在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法，其特征是按如下步骤进行：/n步骤1、通过社团分区方法对电网进行预分区，得到预分区后的电网；再利用Prim算法调整所述预分区后的电网中相应节点的归属，从而得到修正后的电网；/n步骤2、根据修正后的电网的拓扑结构，构建电力信息物理系统；/n步骤3、根据所述电力信息物理系统所发生的连锁故障现象及其相应的处理对策，按照时间特性，将连锁故障不同现象及其相应的处理对策划分为短时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策、长时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策、极长时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策；/n计算线路初始风险值以及信息节点的...

【技术特征摘要】
1.一种基于多时间尺度的电力信息物理系统的连锁故障预测方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、通过社团分区方法对电网进行预分区，得到预分区后的电网；再利用Prim算法调整所述预分区后的电网中相应节点的归属，从而得到修正后的电网；
步骤2、根据修正后的电网的拓扑结构，构建电力信息物理系统；
步骤3、根据所述电力信息物理系统所发生的连锁故障现象及其相应的处理对策，按照时间特性，将连锁故障不同现象及其相应的处理对策划分为短时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策、长时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策、极长时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策；
计算线路初始风险值以及信息节点的失效概率，从而根据所设定的初始风险值和故障概率阈值得到事故链的初始故障集；
步骤4、定义时间变量为T；
定义变量为j，并初始化j＝1；
设定所述电力信息物理系统的初始负荷水平，并作为第j-1阶段的负荷水平；
将所述初始故障集中所有线路依次设为第j-1阶段开断线路；
步骤5、假设将所述初始故障集中的任意一线路设为第j-1阶段开断线路；在第j-1阶段开断线路断开后，所述电力信息物理系统在第j-1阶段的负荷水平下进入第j-1阶段的短时间尺度过程，电网将第j-1阶段开断线路上传至调度中心；
所述电力信息物理系统对第j-1阶段的短时间尺度过程中的物理现象采取对应的处理对策；
步骤6、在经历第j-1阶段的短时间尺度过程后，对所述电网进行区域功率的再平衡控制：
若电网发生解列，则先在解列区域内进行发电机有功出力调整后，再对所述电网进行潮流计算；
所述发电机有功出力调整包括：当发电机出力达到下限时，切除部分发电机；当发电机出力达到上限时，切除部分有功负荷；
若电网未发生解列，则直接对所述电网进行潮流计算；
步骤7、在经历第j-1阶段的区域功率的再平衡控制过程后，对在第j-1阶段的负荷水平下的电力信息物理系统进行线路过负荷协调控制：
若电力信息物理系统中存在过负荷线路，则先将线路过负荷信息上传至调度中心，所述调度中心生成第j-1阶段的过负荷控制方案并下达给线路对应的节点后，执行步骤8；否则，直接执行步骤8；
步骤8、判断第j-1阶段的事故链搜索是否满足结束条件，若是，则执行步骤12，否则，执行步骤9；
所述事故链搜索的结束条件为：j大于设定的演化深度参数或电网的解列个数达到所设定的孤岛阈值；
步骤9、计算除开断线路外的其他线路的关联性指标，并将所述关联性指标进行模糊聚类，得到聚类结果中关联性最高的一类依次设为第j阶段开断线路；
步骤10、所述第j阶段开断线路断开后，所述电力信息物理系统在第j-1阶段的负荷水平下进入第j阶段的短时间尺度过程，所述电网将第j阶段开断线路信息上传至调度中心；
所述电力信息物理系统对第j阶段短时间尺度中的连锁故障现象采取相应短时间尺度过程中对应的处理对策；
步骤11、根据所述更新时间T，更新所述电力信息物理系统的第j-1阶段的负荷水平后，得到第j阶段的负荷水平，将j+1赋值给j并返回步骤6顺序执行；
步骤12、记录所述初始故障集中相应线路设为开断线路下的整个阶段的事故链相关数据并输出，包括：事故链路径、事故链各环节采取的控制措施和控制量、事故链发生概率和风险值。


2.根据权利要求1所述的连锁故障预测方法，其特征是，所述步骤3中划分结果为：
所述短时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策包括：
线路严重过载的物理现象及其对应的交流线路保护开断的处理对策；
系统失稳的物理现象及其对应的紧急控制的处理对策；
直流线路换相失败的物理现象及其对应的直流线路保护闭锁的处理对策；
其中，紧急控制的处理对策包括紧急切机切负荷的处理对策以及直流线紧急功率提升或回降的处理对策；
所述长时间尺度过程中的物理现象及其相应的处理对策包括：
线路一般过载的物理现象及其对应的过负荷协调控制的处理对策；
线路重载的物理现象及其对应的交流线路保护动作的处理对策；
其中，过负荷协调控制的处理对策，包括：直流功率提升或回降的处理对策、灵敏度切机切负荷的处理对策以及发电机调度的处理对策；
所述极长时间尺度过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，陈博进，吴佳瑜，齐先军，李小燕，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34