一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法技术

本发明专利技术公开了一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，属于故障预警领域。针对现有研究的不足，首先建立基于事故链的连锁故障分析模型，接着考虑每条输电线路的历史统计故障率，计算线路初始故障风险指标，并计算同时考虑线路故障概率重要度和线路结构重要度的风险指标，最后采用基于离差最大化的灰色关联度算法计算多属性指标。本发明专利技术提供的电网连锁故障事故链搜索模型的构建方法，符合电网连锁故障的一般演化过程，为预防大停电事故的发生提供了依据。生提供了依据。生提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法


[0001]本专利技术涉及故障预警
，特别是涉及一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法。

技术介绍

[0002]随着全球经济的发展和人们对电力需求的日益增加，现代电力系统的规模越来越大，其复杂程度也不断增加。此时，电网事故所波及的范围更广，后果更为严重。预先建立连锁故障的分析模型，对连锁故障发展路径进行搜索，分析搜索到的故障序列并给出合理的预防控制措施，这对于有效地预防连锁故障大停电事故具有重大意义。
[0003]目前，国内外关于电网连锁故障的研究方法可分为模式搜索法、模型分析法和风险评估法。模式搜索法主要通过建立合理的电网模型和算法，对电网的连锁故障过程进行模拟。模型分析法分为基于复杂系统理论的建模研究和基于复杂网络理论的建模研究。风险评估理论是一种将灾害的可能性和严重度相结合的理论，使运行人员能够检查出设备在使用过程中存在的风险，从而选择合适的安全控制措施。基于电网事故链模型的连锁故障分析方法是模式搜索法的一种，与普通的模式搜索法相比，采用事故链分析模型可以直观地模拟电网连锁故障的发展路径，符合电网连锁故障的一般演化过程。
[0004]基于以上分析，本专利技术提出一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，首先建立基于事故链的连锁故障分析模型，接着考虑每条输电线路的历史统计故障率，计算线路初始故障风险指标，并计算同时考虑线路故障概率重要度和线路结构重要度的风险指标，最后采用基于离差最大化的灰色关联度算法计算多属性指标。本专利技术提供的电网连锁故障事故链搜索模型的构建方法，符合电网连锁故障的一般演化过程，为预防大停电事故的发生提供了依据。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]S1，建立基于事故链的连锁故障分析模型；
[0008]S2，考虑每条输电线路的历史统计故障率，计算线路初始故障风险指标；
[0009]S3，计算同时考虑线路故障概率重要度和线路结构重要度的风险指标；
[0010]S4，采用基于离差最大化的灰色关联度算法计算多属性指标。
[0011]根据权利要求1所述的电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立基于事故链的连锁故障分析模型，具体包括：
[0012]假设一个大停电事故由事件T1开始，T1诱发事件T2的发生，T2又导致事件T3的发生，依此类推T
r
‑1连锁诱发了事件T
r
，最后导致区域A
k
发生大停电事故，则区域A
k
的大停电事故可以表示为：
[0013]L
k
＝(T1，T2，...，T
r
)
[0014]其中，r重序元L
k
为导致事故A
k
发生的事故链；T
i
(i＝1，2，...， r)为构成事故链的事件要素，T1称为事故链的初始环节，T2，...， T
r
称为事故链的中间环节，并且T
i
‑1诱发了T
i
事件发生，可以看出T
i (i＝1，2，...，r)中任何一个环节不发生就不会导致事故A
k
的发生，因此，大停电事故的预防需要提前预测并搜索事故链L
k
，并在一个适当的事件T
j
后采取切负荷等措施抑制T
j+1
事件的发生，即切断该条事故链，抑制连锁故障的进一步蔓延，从而达到预防控制大停电事故的目的。
[0015]根据权利要求1所述的电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S2中，考虑每条输电线路的历史统计故障率，计算线路初始故障风险指标，具体包括：
[0016]定义线路i的负载率m
i
、系统负荷水平μ、支路i的关联系数γ
i
分别为：
[0017][0018][0019][0020]其中，F
i0
为线路i的初始传输功率，F
imax
为线路i传输功率的极限值，F
j0
为线路j的初始传输功率，S
L
为系统的总负荷，n为线路的总条数，I为网络中线路集合，ΔF
j
为线路i断开后线路j上传输功率的变化量；
[0021]定义线路i的初始故障指标为：
[0022]λ
i
＝α
i
m
i
μγ
i
(4)
[0023]其中，α
i
为线路i的历史统计故障率。
[0024]根据权利要求1所述的电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算同时考虑线路故障概率重要度和线路结构重要度的风险指标，具体包括：
[0025]S301，假设事故链的T
j
‑2环节故障线路为i
‑
2，T
j
‑1环节故障线路为i
‑
1，T
j
环节故障线路为i，T
j+1
作为预测环节，待预测的线路是 i+1，计算线路故障的概率重要度，具体包括：
[0026]S3011，计算线路潮流的变化量：
[0027][0028]其中，分别为该事故链在T
j
‑1环节发生后线路i和i+1 上的复功率，分别为该事故链在T
j
‑2环节发生后线路i
‑
1 和i+1上的复功率；β
i+1
越大，则表明待预测线路i+1与该事故链前一环节失效线路的相关性越强，受其影响程度也越大。
[0029]S3012，假设只有与上一级断开线路直接相连的线路才有可能发生隐性故障，其他线路不会发生隐性故障，且只考虑一重隐性故障，考虑到潮流波动越大的线路发生隐性故障的概率越高，定义线路发生隐性故障的概率为：
[0030][0031]其中，h
i+1
为线路i+1的隐性故障概率，为事故链在T
j
环节发生后线路i+1上的有功功率，为线路i+1的初始有功功率，为事故链在T
j
‑1环节发生后线路i+1上的有功功率，为线路i+1上允许流动的有功功率极限值；
[0032]通过上述影响因素的量化，可得到该事故链在T
j
环节失效线路 i+1发生故障的概率重要度指标：
[0033]p
i+1
＝w1m
i+1
+w2β
i+1
+w3h
i+1
+w4α
i+1
(7)
[0034]其中，m
i+1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立基于事故链的连锁故障分析模型；S2，考虑每条输电线路的历史统计故障率，计算线路初始故障风险指标；S3，计算同时考虑线路故障概率重要度和线路结构重要度的风险指标；S4，采用基于离差最大化的灰色关联度算法计算多属性指标。2.根据权利要求1所述的电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立基于事故链的连锁故障分析模型，具体包括：假设一个大停电事故由事件T1开始，T1诱发事件T2的发生，T2又导致事件T3的发生，依此类推T
r
‑1连锁诱发了事件T
r
，最后导致区域A
k
发生大停电事故，则区域A
k
的大停电事故可以表示为：L
k
＝(T1，T2，...，T
r
)其中，r重序元L
k
为导致事故A
k
发生的事故链；T
i
(i＝1，2，...，r)为构成事故链的事件要素，T1称为事故链的初始环节，T2，...，T
r
称为事故链的中间环节，并且T
i
‑1诱发了T
i
事件发生，可以看出T
i
(i＝1，2，...，r)中任何一个环节不发生就不会导致事故A
k
的发生，因此，大停电事故的预防需要提前预测并搜索事故链L
k
，并在一个适当的事件T
j
后采取切负荷等措施抑制T
j+1
事件的发生，即切断该条事故链，抑制连锁故障的进一步蔓延，从而达到预防控制大停电事故的目的。3.根据权利要求1所述的电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S2中，考虑每条输电线路的历史统计故障率，计算线路初始故障风险指标，具体包括：定义线路i的负载率m
i
、系统负荷水平μ、支路i的关联系数γ
i
分别为：分别为：分别为：其中，F
i0
为线路i的初始传输功率，F
imax
为线路i传输功率的极限值，F
j0
为线路j的初始传输功率，S
L
为系统的总负荷，n为线路的总条数，I为网络中线路集合，ΔF
j
为线路i断开后线路j上传输功率的变化量；定义线路i的初始故障指标为：λ
i
＝α
i
m
i
μγ
i
ꢀꢀꢀ
(4)其中，α
i
为线路i的历史统计故障率。4.根据权利要求1所述的电网连锁故障的事故链搜索模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算同时考虑线路故障概率重要度和线路结构重要度的风险指标，具体包括：S301，假设事故链的T
j
‑2环节故障线路为i
‑
2，T
j
‑1环节故障线路为i
‑
1，T
j
环节故障线路为i，T
j+1
作为预测环节，待预测的线路是i+1，计算线路故障的概率重要度，具体包括：S3011，计算线路潮流的变化量：
其中，分别为该事故链在T
j
‑1环节发生后线路i和i+1上的复功率，分别为该事故链在T
j
‑2环节发生后线路i
‑
1和i+1上的复功率；β
i+1
越大，则表明待预测线路i+1与该事故链前一环节失效线路的相关性越强，受其影响程度也越大。S3012，假设只有与上一级断开线路直接相连的线路才有可能发生隐性故障，其他线路不会发生隐性故障，且只考虑一重隐性故障，考虑到潮流波动越大的线路发生隐性故障的概率越高，定义线路发生隐性故障的概率为：其中，h
i+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：任惠，刘浩然，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：