[发明专利]电力系统连锁故障潜在触发模式的挖掘方法

说明书

本发明公开了电力系统连锁故障潜在触发模式的挖掘方法，该挖掘方法包括步骤：(S1)模拟仿真获取大量连锁故障路径；(S2)确定频繁触发事件集；(S3)挖掘频繁触发事件集Tsubgt;f/subgt;的主导Lsubgt;ength/subgt;初始事件集；(S4)生成连锁故障潜在触发模式。通过上述方案，本发明达到了能够对海量连锁故障模拟结果进行频繁项集挖掘，并实现对连锁故障潜在触发模式进行提取的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体地讲，是涉及电力系统连锁故障潜在触发模式的挖掘方法。

背景技术

纵观国内外的历次大停电事故，大多经历了由单一故障引发连锁性停运进而由局部蔓延至全局最后导致大面积停电的演化过程。在这些大停电事故过程中，连锁性停运是局部单一故障演变为全局大面积停电事故的主导因素。而在连锁性停运之前，往往还伴有其它一些事件，这些事件削弱了电网触发了连锁性停运。因此，识别并提取连锁性停运的潜在触发模式，可为电力系统调度运行人员预防与阻断连锁故障防止大面积停电提供辅助决策依据，具有十分重要的现实意义。

当前对于连锁故障的研究，主要集中在连锁故障的过程模拟与连锁故障的路径预测上。

在连锁故障的过程模拟方面，一类研究基于电力系统的物理特性建立仿真模型，早期搭建的过程模拟模型，主要是为了揭示电力系统大停电的规模与发生频率之间存在幂律关系这一特征，从宏观角度揭示连锁故障发生发展的机理，因此对电力系统进行了极大简化，如OPA模型的快过程采用了直流潮流。为了能够更多地反映电力系统的物理特性以贴合实际，诸多改进模型被提出来，如OPA模型的各种改进、采用交流潮流的Manchester模型、考虑了电压/无功或者是暂态稳定约束的最优潮流(OPF)模型等等；另一类研究基于复杂网络理论从电网拓扑结构出发建立仿真模型。基于复杂网络理论的连锁故障过程模拟，将电网看作是一个连通图，利用如最短路径、平均距离、聚集系数、节点度数、节点的度分布等特征指标，剖析电力系统连锁故障发生发展的机理。所搭建的连锁故障过程模拟模型，基本上忽略电力系统的物理特性，适用于分析电网结构上的薄弱环节。无论是哪类研究，连锁故障的过程模拟主要是为了揭示电力系统连锁故障发生发展的机理，相关研究主要集中在如何在可接受的计算时间内更符合真实电网的运行特性，以使得所揭示出的连锁故障机理更为有效。

在连锁故障的路径预测方面，主要是根据电网各种保护装置的历史统计数据、电网的实时运行状况以及网络拓扑结构，分析存在故障可能的元件并进行优先级排序，开断优先级高的元件，从而逐步搜索出初始事件和后续事件。对初始事件的筛选，多根据诱发元件故障的各种因素(自然原因、设备损坏、人为误操作、继电保护事故和不明原因等)，利用多属性决策方法来确定；对后续事件的筛选，通过分析初始事件对电网其它元件的影响并制定相关指标来量化确定，如元件脆性风险熵、反映状态与结构的元件综合脆弱度或者是电压越限、潮流转移率、扰动距离等的多指标综合。连锁故障路径预测的核心在于如何构建筛选连锁故障每一级故障元件的评价指标。评价指标的好坏将极大地影响连锁故障路径搜索的效率和结果。有效评价指标的制定，需要对所分析电网的运行特性有着深刻的认识，这有赖于所分析电网运行人员的实际经验。

基于上诉两方面的研究，连锁故障的过程模拟，注重对模拟结果的宏观统计分析，缺少对模拟结果的微观挖掘分析，缺少对模拟产生的连锁故障路径进行关联分析，无法筛选出触发连锁性停运的高频初始事件(集)。连锁故障的路径预测，多采用人工启发式规则来试探确定能够触发连锁性停运的初始事件，人工启发式规则的好坏对结果的影响较大，而人工启发式规则的好坏与制定规则人员对电网运行特性的熟悉程度密切相关，对人工经验的依赖较大。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明提供电力系统连锁故障潜在触发模式的挖掘方法，能够对海量连锁故障模拟结果进行频繁项集挖掘，并实现对连锁故障潜在触发模式进行提取的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：