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。     

输电线路功率型行波纵联保护新方法

为提高纵联保护的灵敏性与可靠性,提出一种行波功率型的纵联保护新算法。该算法利用彼得逊等值模型,分析线路区内、区外故障时的初始行波分布特征,给出了初始行波无功功率定义。基于S变换提取单频率的初始电压、电流行波,计算出初始行波无功功率,根据线路两端的初始行波无功功率幅值之比构成保护判据。当被保护线路区外故障时,线路近故障点端几乎测量不到初始行波无功功率,而远故障点端测量到的初始行波无功功率数值较大;被保护线路内部故障时,线路两端均存在较大的初始行波无功功率。根据线路两端测量的初始行波无功功率相对大小关系,能够明显地区分出线路内外部故障。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护性能可靠性高、动作速度快、动作门槛值整定简单、计算量小;在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,且不受故障类型、故障位置、过渡电阻和母线结构等因素影响。     

基于小波变换的电流行波母线保护的研究(一)--原理与判据

传统的母线差动保护受负荷电流、电流互感器饱合、过渡电阻等因素的影响比较严重.为进一步提高母线保护的动作速度和灵敏性,本文提出了基于故障电流行波的行波母线保护原理.以一个半断路器母线接线型式为例,对母线区内外故障的情况以及各种因素对它的影响进行了分析,给出了相应的动作判据.理论分析表明,利用电流行波实现的母线保护具有动作速度快,灵敏度高和简单可靠等特点.     

基于随机Petri网模型的地区电网事故链监控研究

地区电网事故一般是由多重并发故障的复杂序列引起的。如果能在事故前建立系统事故链模型,分析出造成系统事故的复杂事件序列,将有利于对电力系统事故进行监控。该文提出了基于随机Petri网(SPN)建立地区电网事故链模型的新方法,设计了一种快速动态搜索算法,根据负荷和结构的变化快速求取地区电网事故链,并根据定量分析确定需要重点监控的危险事故链,在此基础上设计了针对地区电网事故影响因素的预控算法。最后对某地区电网进行了实例分析,结果表明该方法具有有效性和正确性。     

基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别方法。通过直流潮流法快速估算线路断开时系统其他线路的潮流增量及负载率,采用加权潮流冲击熵反映目标线路受其他线路断开的转移潮流的影响,利用加权潮流分布熵反映目标线路断开对系统线路负载率分布的影响。结合加权潮流冲击熵与加权潮流分布熵定义线路综合脆弱指标,识别电网故障传播中的脆弱线路。直流潮流法可通过简单的数学运算准确估算系统断线故障时各线路的潮流情况,计算量少,适用性好。该方法综合考虑线路的受冲击脆弱度和断开后果脆弱度反映线路在电网故障传播中的脆弱性,同时,加权潮流熵有效反映了线路负载率较高甚至过载时的危险性。在IEEE39节点系统中对该方法进行了验证。     

基于混合法的电网连锁故障评估模型

综合解析法和随机模拟法,提出了基于混合法的电网连锁故障评估模型。应用Markov空间理论建立了计及主保护和远后备保护作用的故障切除概率模型,从而将基于预想事故行为指标和同心松弛法快速筛选出的预想线路故障集划分为不同的初始故障状态,确定出初始故障集;根据实时运行条件下的发电机、线路、负荷的可靠性模型模拟相应的后续故障;基于风险理论定义了连锁故障路径严重度指标,以此评估出系统中的薄弱环节。算例结果验证了该模型的合理性和有效性。     

计及感应电动机负荷的电力系统在线电压稳定指标

在任意时间断面上可以从某一负荷母线向系统看进去，将整个系统等值为一个电压源经输电线路向所研究的负荷母线供电的两节点系统，在此基础上计及动态感应电动机负荷，提出了负荷母线在线小干扰电压稳定指标。利用实时等值得到的系统等值电势和阻抗，经过简单的计算，可以得到被监测负荷母线的电压稳定指标。将系统中所有负荷母线的最小指标值作为该系统的电压稳定指标，该最小值所对应的母线为系统中的最薄弱母线。系统电压稳定指标与临界值0之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。EPRI-36系统的数值仿真结果验证了该指标的有效性和准确性。所提出的指标克服了以往在线应用中基于潮流模型指标的不准确性问题，计算量小，适合于电力系统在线电压稳定分析与监测。     

接于高压母线的电动机负荷等值模型

在计及配电网电抗、低压无功补偿电容器作用的条件下，对仿真计算中接在较高电压等级的电动机负荷等值模型进行了理论推导。该等值模型在不改变电动机模型的情况下，仅需调整电动机参数和电动机初始负载率，即可等值描述接于高压母线的电动机的静态和动态特性。研究结果对电动机负荷模型参数选择提供参考。     

电网调度自动化信息分析考核系统

对省网发电厂、变电站的远动数据进行关联性分析，设计了测点评分系统，对每一个厂站的数据进行评分。提出的17项考核指标分别为：厂站RTU运行、母线有功不平衡、母线无功不平衡、线路本对端有功不平衡、线路本对端无功不平衡、线路本对端电流不平衡、变压器有功不平衡、变压器无功不平衡、P，Q，J不匹配、母线电压不合理、遥信不对位、刀闸并母线、挡位位置不合理、可疑数据、可疑地刀、有效数据未采用、多源数据误差大。对不满足电网运行基本规律的数据给予提示，为远动人员进行有针对性的故障处理提供依据，以提高能量管理系统（EMS）实测数据的准确性。     

复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究

电力系统电磁暂态的数值仿真研究是一个历久不衰的研究题目，尤其是其时域仿真研究中的Bergeron模型经Dommel实用化改进后，业已成功地应用于著名的EMTP当中，但ENYFP的严重不足在于对各种故障和操作进行暂态仿真前的预处理工作是相当繁杂的。文章针对EMTP使用中的不足，提出了一种普遍适用的电力系统电气故障电磁暂态仿真方法。该方法克服了EMTP由于系统结构或参数改变需要重新计算初始值的缺点，它可以仿真包括串补线路在内的单、双回线路任意点的电弧故障、母线故障、断路器开合和断线故障，并且故障起始角可以设定。新方法可极其方便地对线路故障点序列——系列冲击电流、过电压和谐波分量进行系列数字仿真，亦可极其方便地仿真发展型故障，在线路保护仿真校验和过电压计算等方面极具意义。大量仿真表明，本方法精度高、速度快。     

计及行车计划编制的电动公交车有序充电策略

为了提高电动公交车的经济性并兼顾公交车和电网的利益,需综合考虑电动公交车的充电策略和行车计划编制问题.首先,生成满足时间接续关系和电池电量约束的可行车次链,建立以充电成本最低为优化目标的可行车次链有序充电阶段1模型和以总运营成本最低为优化目标的最优车次链选择模型;然后,分别以白天和夜间充电负荷波动最小为优化目标,建立最优车次链有序充电阶段2模型和夜间充电二次规划模型;最后,以一条公交车线路为例对所提模型进行验证,结果表明所提模型和方法能满足公交车公司制定行车计划的需求,实现了电动公交车总运营成本最低的目标,同时通过有序充电达到了减少充电成本和平抑充电负荷波动的目的,对指导电动公交车制定充电策略和行车计划具有重要的参考价值.     

基于电网拓扑优化的电压稳定预防控制方法

电压稳定是电力系统安全稳定运行的重要内容之一,然而某些故障或扰动的发生可能导致系统的负荷裕度大幅度降低,甚至造成电压失稳。为增强系统的电压稳定性,提出采用改变母线运行方式的方法优化电网拓扑结构,从而提高电力系统的负荷裕度,确保基态系统和预想事故下的电压稳定性。提出了计及预想事故的电压稳定预防控制模型,并发展了一套阶段式的母线运行方式优化求解方法。首先利用线路参数的灵敏度指标对母线运行方案进行预筛选,快速筛选出可以提高负荷裕度的备选方案集,以减小计算规模;随后在此集合上基于look-ahead裕度指标对运行方案排序,并以连续潮流法的分析结果确定有效母线运行方案;最后,通过IEEE 118和1648节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

一种线路高频保护防误方法分析及措施研究

提出了由于电网结构差异较大,负荷结构和电源布局不均匀导致线路区外对称故障时可能出现较大的零序电流,进而导致线路高频保护误动作的思考。理论推导了对称故障下出现零序电流的原因,在此基础上搭建了仿真模型进行仿真。理论分析和仿真结果表明线路系统区外对称故障下零序电流的最大确实会导致被保护线路高频保护误动。以新疆某地区实际电网为模型,沿用系统参数设置,采用在线和离线的方法调节系统负荷及电源投入情况,模拟并分析出现的高频保护误动情况,进而针对模拟情况提出合理的预防建议和措施。     

基于Seq2Seq技术的输电线路故障类型识别方法

基于Seq2Seq技术构建了用于输电线路故障类型识别的深度学习模型,通过设置仿真算例验证了所提方法的有效性。首先,利用MATLAB/Simulink生成输电线路故障数据集;然后,基于Seq2Seq技术构建适用于故障数据时序型特征的深度学习模型;最后,以IEEE118节点系统为例对所提方法进行验证。仿真结果表明:所提方法能够适应输电线路故障的时序型特点,故障类型辨识准确率为100%。与其他故障类型识别方法相比,所提方法仅基于海量数据,不考虑电力系统具体结构,具有显著的优越性。     

一种适用于安全稳定控制系统的备用电源自投装置

为了保证电网中由安全稳定控制装置远切110 kV变电站负荷造成主供电源失电时,110 kV电网备用电源自动投入(备自投)装置不允许动作,而由其他原因造成主供电源失电时,备自投应可靠动作,开发了一种适用于安全稳定控制系统的备自投装置。通过进线故障和安全稳定控制系统动作时进线上的电压变化情况以及系统频率变化情况的不同判断是否开放备自投,主要是在常规备自投逻辑的基础上,增加了进线故障检测、进线重合闸检测、开关不对应开放备自投的功能以及系统低频低压闭锁备自投的功能。并顺利通过了动模试验,该类型装置已陆续投入工程应用。在目前电网安全稳定控制装置和110 kV变电站间没有通信通道的情况下,该类装置可以满足安全稳定控制系统的要求。     

基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识

研究连锁故障发展机理以及辨识故障演化路径中的关键线路,对揭示电力系统薄弱环节、降低连锁故障风险具有重要意义。为此,文中提出一种基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识方法。首先,建立改进的基于直流潮流法的电力系统解列模拟器(DCSS)连锁故障仿真模型,配合随机化学(RC)法高效生成含详细时序信息的故障链集合;然后,以编辑距离为相似性指标实现对故障链的层次聚类,分类后的故障链集合不仅可以降低后续数据挖掘的难度,而且能够更加全面地识别出不同连锁故障演化模式中的薄弱环节;最后,以Matpower 2383节点系统为例,根据关键线路扩容后系统风险水平的下降程度评估各类算法所辨识线路的重要性。结果表明文中方法能更好降低系统连锁故障风险水平,证明了所提模型及算法的有效性。     

Induction and Synchronous Motors Compared for System Stability

A comparison is made between synchronous motors and induction motors with regard to industrial power system stability. Representation of motor loads in stability studies is reviewed. The specific system studied is an infinite bus supplying a combination induction and synchronous motor load through a transmission line and transformer. The system is subjected to a fault at the transformer and critical values of fault clearing time are computer calculated for ratios of synchronous motor load to induction motor load from zero to unity. The effect of variation of motor parameters on clearing times is discussed.     

感应电动机负荷参数对暂态电压稳定性的影响

以简单电力系统为研究对象,采用考虑机电暂态过程的三阶感应电动机负荷模型,通过时域仿真分析了输电线路电抗、负荷母线并联补偿容抗和感应电动机负荷参数的变化对电力系统暂态电压稳定极限切除时间的影响。分析结果表明:上述参数对电力系统暂态电压稳定性都有影响,其中,输电线路电抗、感应电动机负荷的比例、定子电抗、转子电阻、转子电抗、转子初始滑差等参数对电力系统暂态电压稳定性的影响较大。     

考虑负荷动态模型的暂态电压稳定快速判断方法

提出一种负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型时系统暂态电压稳定快速判断的方法。针对采用牛顿法求取故障后系统主导不稳定平衡点(controlling unstable equilibrium point,CUEP)存在的初值选取难题,提出一种实用但不失严谨的解决方案：通过识别给定故障的主导负荷母线,对主导负荷母线以外系统由故障后稳定平衡点处的状态进行戴维南等值,对负荷中感应电动机部分采用其稳态等值电路,再由感应电动机的转矩特性求得CUEP附近的一个点作为近似的CUEP,以此为迭代初值可靠求得CUEP;采用二阶正规型来近似CUEP的稳定流形的方法求得近似的局部吸引域边界;由仿真得到故障清除时刻系统的状态并根据该状态是否位于吸引域内判断系统的暂态电压稳定性。文中推导出了该方法的系统数学模型的一般化描述,并通过对一个5节点系统和IEEE-9节点系统的计算结果验证了该方法的正确有效和良好精度。     

考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估

为了综合评估恶劣天气下输电线路故障与二次系统隐性故障导致的多重故障风险,提出了考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估方法。首先,分析了气象灾害导致输电线路故障的特点,总结了一二次设备耦合多重故障的特点。其次,综合考虑输电线路及保护装置的失效概率,建立了一二次耦合多重故障模型。然后,应用拉丁超立方抽样实现初始故障集的快速生成,进而评估系统失负荷、节点电压越限、支路潮流越限等风险指标。最后,采用IEEE39节点系统对所提方法进行测试。研究结果表明：考虑一二次耦合的多重故障,系统面临的风险更为严重;使用拉丁超立方抽样,可兼顾不同气象分区内线路故障概率分布差异,提高计算效率;通过多维度风险指标排序,能够有效筛选灾害天气落区内影响电网风险的关键线路和母线,为电网风险防控和薄弱环节治理提供决策依据。