用于预防控制的电力系统连锁故障事故链在线生成方法

为了预防大停电事故的发生,必须在事故前建立可用于大停电预防控制的连锁故障分析模型。因此基于安全科学的事故链分析模型,提出基于网络潮流的事故链中间环节预测指标,用以在线构建电力系统事故链,从而形成网络事故链表,在此基础上可以定量分析电网连锁故障。该事故链生成方法以系统失稳为目标,指标的计算简单方便,可用于连锁故障的在线分析,可以为电网连锁故障的风险评估和预防控制提供有力支持,IEEE39节点系统的仿真验证了该指标的有效性。     

电网连锁故障的事故链模型

连锁故障是诱发电网大面积停电事故的主要原因之一.事故链可以恰当地表征连锁故障的特征.建立基于事故链的电网连锁故障模型,是实施连锁故障预测、预控的基础,对防止发生大停电事故具有重要意义.文中充分考虑连锁故障过程中的主要影响因素,利用现有PSASP等分析工具,建立用于监控的连锁故障的事故链模型.根据事故链与连锁故障的关系,提出将故障选择限制在供电路径上,从而有效降低了计算工作量;利用连锁故障的事故链模型,可以采用安全科学的相关方法实现连锁故障的监视和预控.对江西电网的实际应用表明,该方法对分析区域性大停电或电厂全停事故非常有效,并已在电网规划中得到应用.     

基于事故链及动态故障树的电网连锁故障风险评估模型

在分析现有电网连锁故障事故链模型不足的基础上,提出基于事故链模型与模糊聚类算法预测连锁故障的发展模式,运用动态故障树理论评估支路的重要度。首先,在事故链预测阶段,利用模糊聚类算法对支路进行分类,选取关联性最高的为下级环节,在减少工作量的同时克服现有预测方法的局限性。其次,基于事故链集建立连锁故障的动态故障树模型,利用动态故障树理论计算事故链的概率和风险,完善支路的重要度评估模型。最后以IEEE39节点系统为例进行计算,通过对结果的比较分析,验证所提模型和算法的合理性。     

新能源高占比电力系统的连锁故障诱因及事故链搜索技术探讨

相较于传统电力系统,新能源高占比电力系统的安全稳定特性、系统级连锁故障诱因及形态有较大的差异.在分析新能源高占比电力系统主要特征的基础上,提炼了新能源高占比电力系统连锁故障的4类主要诱因,并给出了相关案例;为了获得实际新能源高占比电力系统连锁故障的风险认知及可能的连锁路径,提出了3个连锁故障事故链搜索的关键技术,即计及...     

基于连锁故障事故链搜索的输电网风险评估研究

针对传统风险评估所使用方法的局限性并考虑到电网实际需求,提出了一种基于连锁故障事故链搜索的输电网风险评估方法。在事故链搜索模型方面,提出了一系列改进措施,计及了多种故障类型,引入了暂态稳定、电压稳定、频率稳定以及系统解列等判据并匹配了实际系统的安稳措施。在风险评估模型方面,结合电网历史数据提出故障相关性因子以增强事故链概率的合理性。此外,还基于国务院599号令的打分方法提出并设计了风险指标,并最终开发出了应用于实际电网的风险评估系统。通过对中国某省实际电网的仿真,验证了所提方法的有效性和可靠性,同时得到了一些有意义的结论。     

基于马尔可夫链的电力系统连锁故障预测

近年来,国内外发生了多起连锁故障引起的大面积停电事故,因此对连锁故障的预测就成了电力系统领域内受到普遍关注的重要问题。现有的连锁故障预测方法未能把网络拓扑结构、前后级故障间的关联、系统不确定性等因素系统而综合地利用起来。在此背景下,提出基于马尔可夫链的连锁故障预测方法,其能够计及系统前后级故障视在功率转移关系、保护/断路器不正确动作的可能性、系统硬件失效率等因素。首先,根据系统初始故障概率和各级故障之间的状态转移概率,预测系统连锁故障的发展趋势,预测出下一级可能的故障集,得到具有时间先后顺序的连锁事故路径。之后,提出了3个脆弱性指标来评估后续故障对系统的影响,以便对可能的连锁故障加以监视和快速控制。最后,用IEEE 10机39节点系统说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

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。     

台风对电力系统连锁故障的影响分析

在分析连锁故障现有模型的基础上,在多时间尺度连锁故障预测模型中考虑台风对线路故障概率的动态影响,建立台风变化过程与连锁故障事故链的配合关系。考虑台风影响下的线路故障概率,构造初始故障集;结合天气因素、线路负载率和潮流波动率等因素构造关联性指标,利用聚类方法选取关联性指标高的线路作为下一级故障线路,模拟重载等因素引起的线路随机开断;将基于潮流追踪的切机切负荷与发电机调整相结合,用于线路一般过载的控制,并计算事故链的概率和风险;最后以IEEE 39节点系统为例,说明台风对系统关键线路和事故链的影响、基于潮流追踪的切机切负荷控制的作用和提高线路设计风速的可能性,并验证了所提模型和算法的合理性。     

计及恶劣天气因素的复杂电网连锁故障事故链模型

恶劣天气条件下电网各元件发生故障的机率明显增加,加大了电网恶性事故发生的概率。通过电网自组织临界态的演化与事故链各环节发展的对比,指出事故链可以作为表征电网自组织临界态进程的有效工具。在传统电网事故链模型基础之上,基于自组织临界理论,建立计及恶劣天气因素的复杂电网连锁故障事故链模型及其仿真算法,以事故链的形式仿真电网自临界状态演化进程中潜在的连锁故障传播途径,为运行方式制订人员甄别恶劣天气下电网危险环节提供重要依据。对河南电网的实例分析,证明了所提出模型的有效性和可行性。     

基于事故链的电网连锁故障分析方法应用

通过运用基于事故链的连锁故障分析方法,在潮流稳定分析基础上,针对电网存在薄弱环节,进一步分析研究连锁故障对电网的影响,提出预防连锁故障的对策,为电网预防连锁故障诱发的大面积停电事故提供参考依据。     

一起连锁故障的仿真模拟和理论分析

介绍并分析了实际电网中发生的一起连锁故障。该故障的演变过程较为复杂,不仅某110 kV线路先后经历了多种故障形态,而且其供电的某变电站主变和另一条110 kV线路均发生了动作跳闸行为。鉴于故障的复杂性,运用仿真模拟和理论分析的手段,详细探讨了相关继电保护装置的动作行为和动作原因,并推导了C相断线并与B相搭接故障形式下相关电气量的数学公式。仿真和理论计算的结果表明对保护动作原因的分析是有效正确的。     

大型风电基地连锁故障在线预警系统研究与开发

针对大规模风电连锁脱网事故频发,研究并开发了大型风电基地连锁故障在线预警系统。首先分析风电连锁故障的事故特征,确定建立风电连锁故障在线预警系统的关键环节,完善风机模型、建立风机保护模型和无功补偿模型。然后基于在线动态安全评估技术,提出了适合于大型风电基地的连锁故障在线安全预警的方案和基本结构,包括在线数据整合与预想故障集,风电场连锁脱网事故搜索方法,连锁故障严重性评估方法和连锁故障在线预警并行计算方案。研发的系统在电网中进行了实际应用,验证了所提方法的合理性和有效性。     

基于改进动态故障树的电力系统广域保护通信系统可靠性分析方法

针对广域保护系统对通信网络实时性和可靠性的高要求,提出了一种将动态故障树和蒙特卡洛算法相结合的广域保护通信系统可靠性分析方法。利用扩展的动态故障树建立了系统模型,并采用序贯蒙特卡洛方法对系统的可靠性进行分析计算。通过仿真对系统的可靠性和薄弱环节等进行分析。仿真结果表明,所提出的可靠性分析方法模型简单、适用性强,能够快速发现影响系统可靠性的因素,便于快速诊断和维护,提高了整个网络的可靠性。     

基于故障分量的配电网单端量测距方法

为了消除负荷电流对配电网单相接地故障测距精度的影响,提出了基于故障分量的单端量测距方法。该方法根据横向故障电流的特征构造了测距函数,利用线路单端电压、电流的故障分量来计算故障距离。大量的ATP-EMTP仿真结果表明该方法不受负荷电流的影响,可以有效地搜索到配电网多分支线路的故障点或故障范围。     

A novel method for SLG fault location in power distribution system using time lag of travelling wave components

This paper presents an approach to single line‐to‐ground fault location in a power distribution system based on the time lag of different modal components . It is a single‐ended method applicable to unsynchronized measurements. The fault location formulation is derived by analyzing the traveling wave propagation characteristic in a distributed parameter model. To tackle the key problem of ground‐mode velocity estimation, an iterative velocity method based on prior knowledge is first proposed. Since the practical measurements are not ideal because of sensor accuracy and nonequivalent transient response, fuzzy neural network is utilized to process traveling wave data acquired at multiple measurements to get an error‐tolerant effect. Furthermore, electromagnetic transient simulations for a 34‐bus test feeder system under various conditions of fault resistances, inception angles, and distributed generator access reveal the robust estimation of fault location. The performance of the proposed method is also validated by simulations with noisy and noise‐free measurements. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于异质元胞自动机的互联电网连锁故障控制措施

为减少互联电网停电事故的规模及频率,提出了一种基于异质元胞自动机的互联电网连锁故障控制措施。首先,依据互联电网由多个不同特性的区域电网构成这一实际,并考虑区域电网间相互影响,建立了异质元胞自动机的互联电网连锁故障模型。其次,考虑各区域电网特性和不同故障阶段区域间的协调关系,提出了一种多区域多阶段线路潮流控制措施。最后,以IEEE118节点系统作为仿真案例,采用异质元胞自动机模型进行停电事故仿真,分别从幂律分布和故障时间序列两个方面验证了控制措施的有效性。并通过与其他控制措施比较,展示了其所具有的优越性。仿真结果表明:调度人员根据各区域电网运行情况,合理选择区域间的支援系数,可有效降低各区域电网大停电风险。     

一种基于占优度和Choquet积分的电力系统故障诊断方法综合评估策略

如何选择一个综合性能最优的故障诊断方法,以明显提升电网故障诊断的准确性,进而提升系统运行的安全性,是一个非常有意义的课题.针对该问题,提出了故障诊断方法诊断性能的综合评估方法.首先介绍了4种主要的故障诊断方法的基本过程.然后提出了衡量故障诊断方法诊断能力的指标体系.进而,基于指标占优度和Choquet积分方法计算故障诊...