[发明专利]一种电力系统连锁故障的关键线路辨识方法和装置

说明书

本发明提出一种电力系统连锁故障的关键线路辨识方法和装置，属于电力系统连锁故障风险分析和稳定性研究领域，该方法包括：进行电力系统连锁故障直流潮流仿真，获取辨识所需的故障链数据；将所述故障链数据分解为不同时刻的状态，形成状态网络；基于状态网络，利用SARSA算法，求解连锁故障不同时刻的状态下发生线路故障的线路风险值；将超过给定阈值的线路风险值对应的线路确定为连锁故障的关键线路。本发明方法能实现基于连锁故障数据的高风险故障线路辨识，对连锁故障不同时刻进行风险缓解与防控，以保障电力系统安全稳定运行。

技术领域

本发明实施例涉及电力系统技术领域，尤其涉及了一种电力系统连锁故障的关键线路辨识方法和装置。

背景技术

电力系统的连锁故障往往会导致大面积停电，会造成电网安全稳定运行威胁和严重的社会经济损失。通常，连锁故障大停电是由一个或多个初始扰动触发、并由许多后续故障组成的，其直接原因是系统内元件故障与退出运行。从电力系统连锁故障预防和规划角度出发，对所有会导致连锁故障大停电后果的线路进行升级改造可以消除大部分停电事故，但这实际上是不经济和不现实的。考虑到实际运行中输电线路过载为连锁故障大停电主要的诱发因素，因此辨识与严重停电最相关的故障线路，通过对这些关键线路的升级改造能够有效地降低停电风险。

已有的传统电力系统连锁故障研究包括模拟连锁故障大停电的动力学过程，进行故障过程遍历以及系统风险分析；或基于复杂网络理论，利用拓扑结构和参数等角度分析连锁故障关键环节。依据现有的分析方法，为确保仿真的遍历性，仿真时间随系统规模增长；而基于拓扑的复杂网络分析法忽略了电力系统物理特性，关键环节辨识存在误差。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种电力系统连锁故障的关键线路辨识方法和装置，解决了关键故障线路辨识问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例所采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种电力系统连锁故障的关键线路辨识方法，包括：

进行电力系统连锁故障直流潮流仿真，获取辨识所需的故障链数据；

将所述故障链数据分解为连锁故障不同时刻的状态，形成状态网络；

基于状态网络，利用SARSA算法，求解连锁故障不同时刻的状态下发生线路故障的线路风险值；

将超过给定阈值的线路风险值对应的线路确定为连锁故障的关键线路。

进一步的，所述电力系统连锁故障直流潮流仿真的实现方法包括：

1)输入电网初始运行参数；

2)设置随机初始扰动事件，触发连锁故障；

3)进行孤岛检测，在每个孤岛内通过发电机爬坡影响参数调节，重新实现发电机和负载平衡；当发电机爬坡不能满足功率匹配时，进行切断发电机或甩负荷操作；

4)计算直流潮流，并检测是否有线路的直流潮流超过线路容量阈值；若超过阈值，则进入5)；否则，则进入6)；

5)基于线路故障概率模型选择一条线路模拟故障跳闸，并把该跳闸线路加入故障链中；当多条线路满足可能发生跳闸的条件时，随机选取其中一条线路故障；若发生了线路故障，进入3)；否则进入6)；

6)单次连锁故障模拟过程结束，记录故障链，并计算该故障链造成的停电累积负荷损失。

进一步的，所述步骤5)中，线路故障概率模型的数学表达为：

其中，F_i,max表示第i条线路的线路容量上限，F_i,c表示第i条线路的设定容量阈值，F_i表示第i条线路的线路潮流，p_i,trip表示第i条线路的故障概率。