[发明专利]一种用于识别电网连锁故障大事件的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于识别电网连锁故障大事件的方法及系统，属于电力系统安全技术领域。本发明方法包括：1.1利用电网实时状态跟踪技术获得电网运行状态；1.2根据预设指标筛选预想事件集；1.3选择预想故障集中的风险元件，将风险元件退出运行并进行校验；1.4针对全网进行潮流计算，获取计算结果，若计算结果不收敛则切除风险元件，将切除风险元件故障列为待评估大事件；1.5当确定电网不存在过载或已经断开3条过载线路，获取预想事件的后果指标，当确定电网存在过载且未断开3条过载线路，将过载元件断开列为下级事件，进入1.4；根据大事件评价指标确定大事件。本发明使电网连锁故障的大事件能够被预先识别，针对识别结果并采取相应的防控措施。

技术领域

本发明涉及电力系统安全技术领域，并且更具体地，涉及一种用于识别电网连锁故障大事件的方法及系统。

背景技术

电力系统故障从具体构成及其之间的相关性来分析，可以分为单一故障和多重故障。多重故障又可分为群发故障、相继故障和连锁故障。其中群发故障指的是由于同一地区的气象及地质条件相仿，外部极端条件往往波及众多支路及设备而造成群体性故障及大面积停电，例如自然灾害；相继故障指的是前一故障后，系统状态尚未调整至稳定状态的情况下，又遭受新扰动的故障情景；连锁故障可以视为相继故障中的一种，即发生的相继故障之间存在明确的因果关系，前一故障改变了系统状态，从而触发了下一个故障的发生，例如：潮流转移引起的热稳定、功角稳定或电压稳定，继电保护或系统保护装置的误动和拒动引起的其他设备误动作等。

虽然电网各种监控、保护设备的不断投入，调度管理水平的提高与规范，孤立的故障一般不会直接导致当代电力系统的大停电，但往往一个并不严重故障可能通过非线性因素的反复放大而波及大范围电网。有复杂系统理论研究表明对系统微小扰动的消除反而为未来大崩溃的发展积累了能量，大停电事件理论上讲无法绝对避免。总结历史上的若干次大停电事件，连锁故障表现为如下特点：

发生的概率很低但引起的后果非常严重；

故障原因常与其导致的继发故障混合作用，在不长的时间段内同时引发复杂多样的越限、失稳、低压、保护动作频繁动作、频率波动、解列等状况，之后导致大面积停电；

连锁故障进程由一系列快慢相间的设备相继开断组成，一般来说，在“系统运行资源紧张”以及“潮流转移引起低压、过载、频移”等阶段存在可控性；

机组、线路保护和电网自动装置的动作是影响连锁故障发展进程的关键因素；

恶劣的气象因素是导致连锁故障进而发生大停电事件的重要诱因。

目前电网连锁故障分析理论体系从方法上可总结为两种，一是通过以潮流/稳定计算仿真来求解，属还原论范畴，比如OPA、CASCADE等；二是将电力系统抽象为复杂系统，通过复杂系统理论来理解与分析，比如小世界、自组织临界性理论。总体而言，理论工具有助于对电力系统连锁故障的本质特征的理解，可用于指导系统规划、发展与薄弱环节发现，但对于调度运行，尤其是在线防御策略方面支撑较差。因此在目前阶段，研究针对电力系统设备和控制保护系统建立适当近似程度的模型，借助飞速发展的计算技术，基于合理精度，开展对电力运行状态的的全过程仿真计算，来实现对连锁故障在线分析，并建立防御策略不失为一种可行思路。目前，在国家电网国、网、省各级调度机构已成熟运行的电网动态在线分析预警与防御系统可以实现对5万节点电网的各种单一类型故障的分析计算。这为连锁在线分析和防御系统的研究设计提供了可循思路与可借鉴的解决方案。