基于事故链的大电网连锁故障分析方法技术

一种基于事故链的大电网连锁故障分析方法，该方法是将事故链理论应用于连锁故障分析，用事故链理论指导故障选择，将故障选择限制在供电路径上，采用交替的潮流计算和稳定计算进行分析，并综合考虑连锁故障过程中的过载、稳定、保护动作性能和自动装置的动作情况。进行连锁故障分析时，采用元件停运的显式和隐式连锁方法在每一条供电路径上搜寻引起区域停电事故的停运元件组合，得到以元件停运表示的事故链形式；考虑连锁故障事故链环节的显式触发和隐式触发选择，对隐式触发事件的搜索深度设定为相邻区域，即本线路所在断面上的上或下一级断面；考虑事故链环节触发的潮流转移造成残余网络供电路径的变化。本发明专利技术可用于电力系统大电网连锁故障分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统电网故障分析方法，属电力电网

技术介绍
目前对电网连锁故障进行分析的方法主要有模式搜索法、基于复杂系统理 论的模型法和基于复杂网络理论的模型法。这些方法的主要目的是进行连锁故 障机理的认知分析。将这些方法应用于分析实际电网的连锁故障存在计算量大 或者由于过度简化影响实际应用分析效果等缺陷。模式搜索方法主要是通过建立符合电网实际物理过程的模型和算法对电网 的连锁故障进行模拟，采用抽样方法和概率方法选择故障，不仅计算组合多而 导致计算量增大，而且在故障选择上可能遗漏概率较小的连锁故障模式。而且， 目前采用模式搜索法进行的研究， 一般都不考虑稳定性问题，也很少综合考虑 连锁故障过程中的过载、稳定、保护动作性能和自动装置的动作情况，因此搜 索结果仅仅代表某一个方面的连锁故障模式。虽提高了计算速度，却降低了计算 精度，因此，现有的模式搜索法一直未能进入实用化阶段。后两类方法对实际电网进行了大量的简化，因而这类方法在真实反映实际 电网的情况方面存在着很大的缺陷，只能作为一种定性的连锁故障机理分析方 法。基于复杂系统和网络理论的模型法的研究现状距离实际应用还十分遥远。本专利技术选择对现有模式搜索法进行改进，构建新的适应大电网连锁故障分 析需求的分析方法。建立连锬故障实用化分析方法，必须综合考虑连锁故障过 程中的过载、稳定、保护动作性能和自动装置的动作情况，分析计算量必须限 制在工程可接受的程度，并且必须有可选择的分析计算工具或能够在项目周期本专利技术的目的在于，针对现有模式搜索法对电网故障分析中存在的诸多问 题，将事故链理论应用于连锁故障分析，提出一种实用的连锁故障分析方法， 采用现有潮流、稳定分析工具，针对省级区域电网，建立区域电网的连锁故障 模式。事故链理论认为电网大事故极少是由一个原因引起的，而是在多个条件同 时满足的情况下由相关诱发因素诱发而产生的，这些同时满足的条件就象链条 一样把各个环节连接在一起时，任何一个条件不满足，事故就不会发生。而电 力系统连锁故障是指电网一个元件或一部分元件出现的问题波及了电网的其它 部分从而使其它元件不能正常工作，或诱发了新的问题，即电网最初发生的事 件以连锁的方式导致了新的事件的出现，然后以连锁的方式进一步导致了更新 的事件出现，如果这种连锁效应持续发展，其结果就像"多米诺骨牌效应"一 样，造成电网的恶性事故。事件之间的连锁性、相关性是这类事件的典型特点。 显然，连锁故障符合上述事故链理论的基本思想，事故链是表征连锁故障的有 效工具。本专利技术的核心就是将事故链理论与电力系统连锁故障结合起来分析大 电网连锁故障的方法。本专利技术通过以下技术方案实现本专利技术方法是将事故链理论应用于连锁故障分析，用事故链理论指导故障 选择，将故障选择限制在供电路径上，采用交替的潮流计算和稳定计算进行分 析，并综合考虑连锁故障过程中的过载、稳定、保护动作性能和自动装置的动作情况。1、在供电路径上选择故障进行连锁故障分析供电路径根据电力系统潮流有向图确定。电力系统有向图与电力系统某种 特定的运行方式一一对应，即电力系统任何一种特定的运行方式都可以采用对 应的有向图表征，当电力系统运行方式发生变化时，有向图也发生变化。根据 连锁分析需要，停运的电力系统元件不包括在电力系统有向图中，因为其潮流 为零，不能表示其方向；对分析结果没有实质性影响的元件可以不包括在电力 电力系统有向图中。设向区域Ai供电的路径有附条，表示为c"c'2…c"， c2A2...c2"，…，Q^mf^，其中Cij为第i条供电路径的第j个元件。即<formula>formula see original document page 5</formula>只有当所有供电路径都被切断时才引发区域A;停电事故，可以用R=0或5 = l表示区域Ai的停电事故。<formula>formula see original document page 5</formula>对上式进行逻辑变形，并进行不交化运算，将其变换成如下形式<formula>formula see original document page 5</formula>式中，Ei具有如下形式《=G''<A'"^。 S表示元件Cj停运，Cj停运可能是 正常停运和故障停运(包括出现稳定问题停运)。令Ei中^-G…^，当^1时，豆=1。根据事故链的概念，A是造成区域 A,停电的事故链之一。这样，理论上可以得到区域Ai停电的所有事故链。所有事故链的集合表示为L={L1， L2，…，Lq} 可见，若分析供电路径R上任一元件停运对其它元件的影响和多个元件停运是否会造成区域Ai的停电事故，就可以得到区域Ai停电事故的所有连锁故障 事故链L。假设一个连锁故障由事件S,开始，31连锁诱发了事件S2， S2连锁诱发了事件S:,，依次类推，Sw连锁诱发了事件Sn，并因此导致区域Ai的停电事故，贝眍域Ai的停电事故可以表示为反k-S^…Sn 。任何一个连锁事件Si不出现(Sp0)， 都不会导致区域Ai的停电事故发生(5k=0)。2、 采用元件停运的显式和隐式连锁方法在每一条供电路径上搜寻引起区域 Ai停电事故的停运元件组合在分析供电路径R上任一元件停运对其它元件的影响和多个元件停运是否 会造成区域Ai的停电事故，就可以得到区域Ai停电事故的所有连锁故障事故链 U因此，本专利技术采用元件停运的显式和隐式连锁方法在每一条供电路径上搜寻 引起区域Ai停电事故的停运元件组合，得到以元件停运表示的事故链形式。一个元件的故障停运可能造成系统稳定问题，从而引起其它元件的停运； 一个元件停运引起潮流转移可能造成其它元件的过载，也可能引起其它元件的 停运；这些情况属于显式连锁。这类显式连锁问题可以通过稳定计算和潮流计 算得到。本专利技术在分析中为了得到事故链，采用了交替的稳定计算和潮流计算。供电路径上的元件停运可能由于多种原因引起，包括手动操作停运、保护 动作切除、自动装置切除以及供电路径上的上级元件停运。考虑这些因素后， 区域Ai停电事故的停运元件组合可以用元件停运原因的组合来表征，从而得到 以停运原因表示的事故链形式。3、 通过基于事故链的连锁故障分析发现电力系统电网的薄弱环节。 事故链的本质特征之一是"事故链的环节条件满足得越多，事故越容易发生"。为了能够比较在实际条件下两个事故链U、 Lk哪一个更容易促使事故发生，可以定义事故链条件函数为式中，如果条件Tu满足，贝1」^ = 1;如果条件^不满足，则、=0; rwj为条件Ty的权系数，表示Ta在事故链中的重要程度，且满足J"^一 。对每一个事故链，当所有环节条件都不满足时，T(Li)=0;当所有环节条件都得到满足时，T(Li)=l。各个不同的事故链具有可比性，可以比较两个事故链 中哪一个更容易促使事故发生。根据事故链条件函数，在分析电力系统事故链时，需要考虑引发电力系统 事故的各个环节条件满足的可能性及其相互之间的连锁关系。在引发电力系统事故的多条事故链中，选取m条条件函数值比较大的事故链，按照各环节条件出现的次数及其rwj值可以确定电力系统的薄弱环节。 4、考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于事故链的大电网连锁故障分析方法，其特征是，所述方法是将事故链理论应用于连锁故障分析，用事故链理论指导故障选择，将故障选择限制在供电路径上，采用交替的潮流计算和稳定计算进行分析，并综合考虑连锁故障过程中的过载、稳定、保护动作性能和自动装置的动作情况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万卫，罗毅，蔡恒，张步涵，
申请(专利权)人：江西省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]