考虑线路停运率的电网连锁故障风险评估

风险指标能够综合事故的可能性和严重性,可用来预测电网的连锁故障序列.传统风险评估中的可能性指标仅考虑了线路故障率,而线路过载停运是导致电网连锁故障的重要原因之一.为考虑电网中的复杂不确定性,根据线路故障、线路不正常工作时引起保护动作、环境因素和人为误操作3个方面来确定每条线路的综合停运率.以线路综合停运率作为连锁故障的可能性指标,结合严重性指标进一步建立了考虑线路停运率的电网连锁故障风险评估模型.对WSCC-9节点系统和某地方电网采用该方法进行仿真,结果证明该方法正确、客观,具有一定的工程应用价值.     

基于运行可靠性和结构重要度的连锁故障预测

基于运行可靠性理论和多属性决策理论,综合考虑当前系统运行状态和线路重要程度的基础上,提出了一种反映电网状态变化和结构变化的连锁故障预测方法。此方法引入考虑了外界环境因素的线路综合停运概率模型确定线路故障概率,并结合线路结构重要度构建了连锁故障综合预测指标。采用离差最大化的灰色关联度算法综合考虑线路结构重要度。通过对IEEE30系统仿真,搜索出了较严重的连锁故障模式,验证了该方法的有效性。     

基于事故链模型的电网关键线路辨识

确定电力系统中具有关键作用的线路对于避免连锁故障具有重要意义,为此,基于事故链模型提出了一种辨识电网中关键线路的方法。初始故障由系统负荷水平、线路故障率、线路负载率及关联系数等因素确定,使用事故概率重要度和设备在网络中的拓扑重要度作为事故链中间环节的预测,建立了基于事故链的连锁故障仿真模型。在事故链的风险评估基础上,考虑线路在事故链中位置、造成事故的严重程度等因素建立关键线路的重要度指标,通过该指标可以辨识对电力系统连锁故障产生重要影响的关键线路。以IEEE 39节点系统为算例,验证了该方法的有效性。该方法可以提高电网运行的可靠性,减少大停电事故的发生。     

基于Markov模型的输电系统连锁故障经济风险评估

该文从电力系统的角度分析了输电线路与保护的不同状态,利用Markov法推导了保护隐性故障发生的概率;根据实际拓扑结构,搭建了关于连锁故障的仿真模型;从实际问题考虑,综合了严重事故的发生概率、严重性和经济性,提出了连锁故障的经济风险指标。将该方法应用于TH-9系统,得到了电网可能发生连锁故障的概率、不同连锁故障发生的路径以及不同故障路径造成的经济损失的大小。仿真分析表明,提高了保护装置的自检率,降低了连锁故障带来的风险。     

考虑断路器在线状态的电网风险评估方法

对高压断路器的在线健康状态进行了综合评估,将其在线健康状态引入到电网的风险评估中,提出一种考虑了高压断路器在线健康状态的电网风险评估方法。文中提出了考虑断路器在线健康状态的停运模型,并在该停运模型的基础上结合以往的线路统计数据,对整体电网的风险评估进行了分析和计算。最后,通过IEEE-RTS 79测试系统对提出的方法进行了仿真计算,通过对电网风险充裕性指标的计算和分析,验证了该方法的科学性和可行性。     

含大规模风电电网的关键线路识别及连锁故障预测

电力系统中的少数关键线路在连锁故障的演化过程中起着重要作用,随着电网风电渗透率的增加,风电出力的不确定性会影响关键线路的识别。为提高辨识准确性,提出考虑连锁故障过程中的支路潮流与结构脆性关联度的综合脆弱性指标来识别关键线路,进而进行连锁故障预测。最后,通过IEEE39节点系统仿真计算与风电并网运行的风险评估结果进一步验证了所提模型和方法的合理性,并且分析了风电渗透率对连锁故障停电风险的影响。     

计及冲击风险及分布熵的电网连锁故障预测

电网连锁故障预测有利于预防大停电事故的发生。为了弥补现有电网连锁故障预测中未计及线路故障退出运行后系统均匀性的不足,提出了计及电网故障过程中的冲击风险及故障后电网均匀状态的电网连锁故障预测方法。考虑节点关联度,引入电压波动熵的概念,用以准确描述关键线路退出后电网的电压波动情况;运用熵理论,对断线后电网电压分布和有功分布进行分析,克服了以往连锁故障预测未计及电网均匀性的缺陷。采用离差最大化灰色关联,综合考虑线路自身重要性、冲击风险指标以及分布熵指标。通过RTS-79系统仿真,得出了风险值较高的连锁故障链,结果证明该模型实际有效。     

考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系

输电线路在电力系统中承担着输送电力的重要任务,其故障特性具有随机性和模糊性,对电网安全运行具有重大影响。提出一种考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系,建立基于云模型的输电线路故障概率预测模型,由输电线路状态评估数据生成正态分布云滴,从而预测输电线路故障概率;基于效用理论构建一套包括广义负荷损失、潜在连锁故障、电压越限和系统稳定指数的电网综合风险评估指标体系,能够扫描电网运行薄弱环节。以实际电网为算例,验证了考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系的有效性和实用性。     

一种考虑二次设备模型的在线静态运行风险评估方法

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性和严重性,其模型复杂、计算量大。文中分析了在线环境下运行风险评估的特点和模型要求,提出一种基于事件树概念的在线运行风险评估方法。该算法采用自动装置和继电保护逻辑仿真法,模拟N-1的原发性故障引发的连锁故障,动态生成事件树。通过设置事件树的概率精度来控制事件树的规模,从而控制单次运行风险评估的计算量。基于该方法开发的软件已嵌入预警系统,并已在现场投入运行。     

考虑线路停运概率的电力系统连锁故障阻断控制

随机故障造成系统潮流转移,并进一步导致线路过载停运是引发连锁故障的一个重要因素,对此,提出一种考虑线路停运概率的连锁故障阻断控制方法。首先,基于输电线路可靠性模型搜索过载主导型连锁故障路径,并根据风险指标筛选高风险路径。在此基础上,针对高风险的连锁故障路径,将阻断控制表述成一个基于风险指标的多阶段最优潮流问题。以调整发电机出力、切负荷为调控手段,将线路运行可靠性模型用Sigmoid函数近似表示并作为约束,建立连锁故障阻断控制模型,然后采用内点法求解该问题。算例分析表明,由该连锁故障阻断控制方法得到的控制方案能够考虑线路故障概率的影响,在阻断连锁故障发展的同时,有效协调安全性和经济性的需求。     

基于元胞自动机的电网隐性故障传播模型关键线路识别方法

有效辨识电网中关键线路对优化电网结构、减少电网连锁故障具有重大意义。为此,考虑电网线路隐性故障,建立了基于元胞自动机理论的电网隐性故障模型,并在此基础上提出了一种综合考虑线路两端负荷量、线路故障频率和线路邻居数量的电网关键线路辨识方法。以IEEE39节点系统为算例,识别了该节点系统的关键线路,并通过与别的方法对比验证了该模型的合理性及其电网关键线路辨识方法的有效性。该模型和方法能为电网连锁故障模型和脆弱性评估提供新的参考。     

基于输电线路脆弱性评估的连锁故障预防控制

针对电力系统中线路故障可能引起的连锁反应故障,提出一种基于线路脆弱性评估的连锁反应故障预防控制方法。考虑系统低电压、频率的变化以及潮流转移的严重度函数,以故障发生的可能性和严重性的乘积作为风险指标对事故链及输电线路进行风险评估,通过线路和事故链的风险指标对各输电线路进行脆弱性评估,以此来量化线路故障后对周围电网的影响以及发生连锁反应故障的风险。并基于优化潮流和原对偶内点算法建立了线路脆弱性的预防控制模型,通过对系统控制变量的优化,有效减小了线路脆弱性大小及发生连锁反应故障的风险,提高了系统运行的安全性。通过在IEEE14节点系统仿真验证了该方法的有效性。     

基于可信性理论和效用理论的电网连锁故障综合风险评估方法

提出一种基于可信性理论和效用理论的电网连锁故障综合风险评估方法。以保护装置引起的隐性故障为连锁故障诱导因素,基于保护误动的模糊不确定性建立隐性故障的模糊模型。研究连锁故障发生可能性和严重程度的量化方法,利用可信性理论计算得到电网发生连锁故障的可信性测度,并借鉴效用理论的思想,通过构建非线性效用函数,从失负荷、线路过载和电压越限3个方面量化故障后系统状态偏移的严重程度,并通过模糊赋权法和熵权法相结合的组合权重综合法,较好地解决了隐性故障引起的电网连锁故障综合风险评估问题。将所提方法应用于我国西南某地区电网,仿真分析证明了方法的有效性和可行性。     

基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型

提出了一种改进的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型综合考虑了线路故障概率的泊松分布特性以及实时潮流大小的影响,给出了线路停运概率的直线分段拟合计算方法。通过分析连锁故障对供电方和用电方的双重影响,采用母线低电压、潮流相对转移量、系统相对失负荷量作为连锁故障的后果评估函数。所提算法在连锁故障的某一环节选定后,利用有功增加因子先识别剩余网络中相对于该故障环节的输电断面,再在输电断面所含支路中选择下一故障环节,避免了全网遍历搜索。最后对IEEE 39节点系统进行了仿真分析,证明了该方法的有效性。     

输电系统连锁故障的运行风险评估算法

随着中国跨区电网的建成,连锁故障已成为威胁大电网稳定运行的重要因素之一。为研究连锁故障输电系统中的传播机理,评估不同保护配置方案下的连锁故障运行风险,提出基于实时运行条件的线路停运概率模型和基于马尔科夫方法的隐性故障模型,并据此提出连锁故障搜索模式。基于风险理论,提出市场条件下输电系统的连锁故障运行风险评估方法及相关指标,从而将安全性和经济性较好地结合起来。将该算法应用于IEEE-RTS 79系统,指出其中的关键线路。仿真分析表明:合理的保护配置方案能减小隐性故障带来的风险,改造线路的传输容量能有效降低连锁故障带来的风险,运用运行可靠性理论去评估连锁故障风险能较真实地反映系统的状态。     

基于模糊理论的地区电网在线供电风险分析方法研究

为了更加准确地衡量地区电网的运行风险,提出了地区电网在线供电风险分析计算方法;风险指标的计算中采用基于元件运行状态及模糊理论建立的室外元件的加权故障概率模型,使风险指标能够反映外界环境因素的影响.该加权故障概率模型主要考虑雷电、风速、线路覆冰和气温的影响,选择各自适用的隶属度函数,综合考虑各影响因素得到修正系数,对由历史统计数据得出的架空线路强迫停运率进行修正.基于该算法对WSCC9节点系统进行仿真分析,验证了该算法的有效性.     

严重灾害下特高压交直流电网风险评估方法

为研究特高压交直流电网承受自然灾害的能力,基于风险评估理论,研究了适用于严重灾害下特高压交直流混合电网的安全性分析方法。首先,考虑连锁故障的全过程,提出一种基于PSD电力系统分析软件仿真的快速故障概率计算方法,计算系统在某初始故障集下的连锁故障概率;并考虑故障恢复阶段的损失,建立全过程风险评估模型;其次,从电网架构、故障状态、经济损失3个方面提出了综合指标评价体系,对系统风险进行了量化评估。最后对某地区特高压电网2种规划方案进行了风险评估,通过比较其连锁故障发展过程,并根据事故阶段和恢复阶段的风险指标计算结果,得出了优选网架规划方案,验证了研究工作的有效性。     

考虑风电机组故障电压穿越特性的连锁故障关键线路辨识

新能源的接入提高了电网连锁故障发生的概率,给故障传播中关键线路的辨识增加了难度。为此,建立了考虑风电机组故障电压穿越特性和线路可靠性的连锁故障仿真模型,从线路失负荷严重程度、失负荷不均匀性和结构脆弱性3个角度建立了线路综合风险指标评价集。基于状态故障网络计及线路失负荷程度和线路失负荷不均匀性,分别定义了失负荷风险指标和不均匀风险指标;基于电气介数提出了考虑分布式新能源接入的脆弱结构指标;同时,考虑电网的网络结构和状态转移特性,采用模糊熵权法定义综合风险指标,以衡量线路开断的综合影响。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点系统算例验证所提方法用于关键线路辨识的有效性,且针对关键线路的缓解措施能显著降低大停电风险。     

基于容量介数指标的电网脆弱线路识别

提出关于线路容量的介数指标和网络效能指标,来识别电网脆弱线路,进而研究大电网发生连锁故障的传播机理。该方法不仅强调了电网拓扑结构对连锁故障传播的影响,还考虑传输线路的容量和网络效能指标,弥补了拓扑介数指标只考虑电网结构,没有结合电气参数的不足,因此能更好地揭示电网的脆弱环节。通过对IEEE39节点系统计算并与以往研究成果进行对比。研究表明电网中负荷较重且处在重要传输通道上的线路较脆弱,如果这些线路受到攻击很可能引起大停电事故。     

计及老化线路电流承载能力退化特性的电力系统连锁故障分析

长期老化效应导致输电线路的电流承载能力退化以及老化失效风险增大,会使连锁故障风险进一步恶化。研究了输电线路老化对电力系统连锁故障的影响。首先,基于热平衡理论建立了输电线路老化相依的电流承载能力计算模型,阐述了电流承载能力与输电线路运行年龄的数值对应关系。在此基础上,综合考虑实时潮流和输电线路的老化效应,建立了包含实时潮流、运行年限、停运概率的三维映射关系,改良了输电线路动态停运概率模型。然后,通过引入概率阈值参数,建立一种改进的基于停运概率模型的连锁故障路径搜索准则,以连锁故障演化过程中的最大概率耦合事件为导向,在过滤低概率连锁故障路径的同时筛选代表性故障路径。最后,在改进的IEEE 39节点系统上进行了实例研究。算例结果证明,考虑线路老化效应后,由单线路意外事件触发的连锁故障事件增多,概率增大,其对应路径阶数增大,系统连锁故障风险明显升高,表明输电线路老化效应与连锁故障后果之间存在显著相关性。