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。     

电力系统连锁故障多阶段动态博弈防御模型

近年来,国内外发生了多起连锁故障引起的大停电事故,阻止连锁故障发展、避免大停电事故发生对保障电力系统安全稳定运行具有重要的现实意义。为了防御由连锁故障引发的大停电事故,提出一种考虑参与人有限理性的连锁故障多阶段动态博弈防御模型。基于故障方的有限理性假设和故障方行动的关联性假设,综合考虑元件自身故障、外界环境、潮流转移和隐性故障等因素对元件停运概率的影响,提出基于实时运行条件的元件停运概率表征有限理性的故障方不完美的选择能力;根据可掌握的事故状态信息,提出潮流转移严重度和系统失负荷严重度表征故障方追求自身利益的意识;并进一步基于风险分析方法,生成故障方的策略集合。从风险理论的角度出发,将运行风险作为收益函数,用于定量评估防御方行动的有效性。最后,以IEEE39节点系统为例,验证了该模型的合理性。     

基于实时运行条件的电力系统连锁故障风险性评估

电力系统中的连锁故障是一种发生概率低但后果严重的事故,严重的连锁故障可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃.基于风险理论提出了一种复杂电力系统连锁故障的风险评估方法,该算法根据线路潮流实时运行条件来确定引发大停电初始故障的概率,然后根据系统运行状况基于层次分析法和灰色关联度的分析方法模拟连锁故障的一般发展过程,将事故发生的...     

兼顾电压稳定和连锁故障触发的电网预防策略研究

从目前国内外停电事故情况来看,预防因连锁故障导致的大停电事故是电力系统研究中的重要内容。针对电网连锁故障前期的连锁跳闸现象,提出一种兼顾电网电压稳定和连锁故障触发的预防控制方法。该方法利用电网对于连锁跳闸的安全裕度指标和电压稳定指标,给出了综合的目标函数。该函数的目标在于保持电网对连锁跳闸具有尽可能高的安全裕度水平的同时,还具有尽可能高的电压稳定水平,然后结合电网实际情况给出了各种约束条件,确定了完整的用于预防的优化模型。利用该模型并结合粒子群优化算法给出了详细的算法求解,并在IEEE39节点系统上进行算例分析,算例仿真结果证明了所提出的预防模型的可行性和有效性。     

基于OPA连锁故障模型的电力系统风险评估

连锁故障是大停电事故的主要诱因之一。本文在OPA连锁故障模型(ORNL-PSERC-Alaska,OPA)的基础上,分析连锁故障的演化机理,探讨大停电事故的复杂特性;通过考虑继电保护隐性故障和推导完整事故链进一步完善OPA模型;引入多种系统级的风险评估指标对仿真结果进行处理,在宏观层面上评估目标系统连锁故障风险;通过统计故障频次,辨识目标系统的薄弱环节。最后编写MATLAB程序,并以IEEE RTS96节点系统为算例,仿真得到不同运行条件下的连锁故障仿真结果,计算得到大停电风险评估指标,验证了评估方法的有效性。     

基于系统与元件动态交互量化分析的电力系统连锁故障事故链识别方法

针对现有的连锁故障事故链搜索方法一般只考虑线路的过负荷保护或确定性模拟保护控制的动作等不足,提出了基于系统与元件动态交互量化分析的电力系统连锁故障事故链识别方法。该方法基于事故链模型,提出关键元件保护控制动作评估指标,用于量化关键元件保护控制的动作情况。进一步根据该指标计算临界情况下关键元件保护控制的动作概率,确定连锁故障事故链的后续事件。最后,基于风险指标筛选高风险连锁故障事故链。对2017夏高峰负荷情况下的某实际电网进行仿真,结果验证了所提方法的可靠性和有效性。     

基于模糊聚类和模糊推理的电网连锁故障预警方法

在连锁故障研究过程中,对其可能给电网带来的风险进行预警可以引导运行人员实现科学决策,从而避免大面积停电的发生。为实现连锁故障的预警分级,首先应用模糊C均值聚类及其修正方法对连锁故障概率进行分级,然后将失负荷、低电压和过负荷指标作为输入变量,构建反映电网静态安全水平的故障严重度模糊规则和隶属函数集,应用模糊推理方法对综合严重度等级进行划分,最后将概率和严重度综合,根据最大隶属度原则确定连锁故障风险预警的等级。以IEEE-RTS79系统为算例评估了不同的初始扰动下电网发生连锁故障后的风险水平,并分析了电网运行状态的差异对连锁故障预警等级的影响,验证了算法的合理性和有效性。     

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.     

复杂电网连锁故障下的关键线路辨识

电力系统存在的少数关键线路在导致系统大规模连锁故障发生的过程中起关键作用,因此快速识别电力网络中关键的输电线路,特别是连锁故障过程中系统的关键线路,对有效实施过负荷连锁跳闸控制策略,预防电力系统大面积停电有着重要的意义。大停电事故一般伴随着线路有功潮流的大规模转移,针对此特征,提出潮流转移度指标,基于电力系统静态安全域分析的思想建立关键线路评估模型,提出一种电力系统连锁故障过程中关键线路的辨识方法。结合IEEE 30节点标准算例系统,利用OPA大停电模型构造了某次连锁故障过程,仿真验证了所提辨识方法的正确性。     

考虑Prim分区和机组调整的连锁过载控制策略

为预防因连锁过载跳闸而导致的大规模停电事故,提出了考虑Prim分区和机组调整的连锁故障控制策略。采用Prim算法划分了控制区域,应用相关度矩阵求取了控制位置和相应的控制量。综合考虑事故链发展过程中线路过载和节点电压越限,根据源流路径关系调整了发电机和负荷控制量,同时保证了系统节点电压在正常范围,弥补了以往连锁过载控制较少考虑电压因素的不足。仿真结果表明:控制策略能够避免系统出现连锁过载;Prim算法划分控制区域并将控制范围集中到初始故障发生的区域内,能够减小计算的规模;故障初期以较少的负荷损失阻断事故链发展,能够缩小故障影响范围;机组调整能够进一步降低负荷损失;调节发电机无功功率,减少部分节点电压偏移程度,能够保证控制过程电压安全。研究成果可为进一步研究电力系统连锁故障预防和控制提供参考。     

考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估

提出了考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估方法。采用继电保护隐性故障的概率模型描述保护装置对电力系统风险的影响,通过分析保护系统的机理表明保护装置在连锁故障中的作用,用母线孤立风险、负荷孤立风险、电网解列风险及系统综合风险来评估系统的连锁故障风险,并据此提出了减小系统连锁故障风险的预防措施。应用蒙特卡罗方法产生系统事故、保护装置和隐性故障的随机特性,编写了电力系统连锁故障风险评估与预防软件。IEEE118节点系统的应用结果证明了该方法的可行性及软件的有效性。     

基于事故链风险指标的输电脆弱度在线评估方法

电力系统中的脆弱输电环节对系统大停电事故有着重要的影响,同时也是动态监测和控制分区策略的重要依据。为了辨识这些脆弱输电环节,在事故链在线生成的基础上,提出了基于事故链风险指标的输电环节脆弱度评估方法。事故链风险由事故链发生概率和产生的后果描述,风险指标综合了造成事故链中间环节触发的各种失效概率和触发后造成系统电压、频率变化和潮流转移的后果函数。根据事故链风险重要度,进一步提出输电环节脆弱度在线评估函数,用以定量分析事故演化过程中较为危险并对电力系统稳定影响较大的输电环节。IEEE39节点系统的仿真结果表明该方法的计算简单有效,有在线应用前景。     

输电系统连锁故障风险评估指标及计算方法

电力系统连锁故障是一种发生概率低但后果极为严重的事故,可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。为了防止连锁故障事故的发生,尽量降低其危害,本文对评估输电系统连锁故障的风险指标进行研究,以保障电网的安全运行。文章首先根据复杂网络理论和风险评估理论,提出输电系统连锁故障风险评估指标体系,然后建立一种基于最优潮流的连锁故障仿真模型,在此基础上计算各类评估指标。最后,通过对IEEE118节点测试系统进行连锁故障风险分析,以说明研究工作的有效性。     

基于随机潮流和风险价值的含大规模风电系统高风险连锁故障评估

随着系统中风电渗透率的增加,风电出力不确定性对电力系统连锁故障演化路径的影响不可忽视。基于此,引入随机潮流和风险价值理论,构建一种高风险连锁故障事故链模型,分析含大规模风电系统连锁故障事件的风险程度。首先基于多点风电随机注入相关性的随机潮流方法,提出了前瞻故障实时概率和严重度的后续故障搜索指标,据其风险价值选取高风险故障作为下级故障。其次,为反映风电随机性对风险指标的影响,采用模糊聚类建立风电场景,计算系统失负荷损失风险指标。基于该指标可分析当前运行点处于安全运行区域还是连锁故障高风险区域,指导系统日内调度。最后以改进的IEEE 39节点系统为例,说明了所提模型和算法的合理性,并分析了风电渗透率和风电预测误差对连锁故障停电风险的影响。     

基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。     

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。     

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,即计及动态稳定特性的新能源场站等值建模方法、大扰动下电力电子接口设备脱网概率的评估方法、基于时域仿真的连锁故障事故链搜索技术,同时给出了相关解决思路的建议,以期为新能源高占比电力系统连锁故障的风险分析及防御提供一定的参考价值.     

电力系统连锁故障快速预测方法研究

近年来,电力系统大停电事故时有发生,而连锁故障是导致其发生的重要诱因,快速、准确地预测连锁故障可能的发展路径对预防大停电事故的发生具有重要的指导意义。针对过载主导型的连锁故障发展模式,充分利用连锁故障的前后因果关联性特点,定义关联性指标,提出基于故障路径树的连锁故障快速预测方法。该方法采用模糊聚类算法对关联性指标进行分类,选取关联性指标最高的一类支路为下级故障环节,在有效减少计算量的同时,改进了现有预测方法的不足。最后,对IEEE39节点系统进行仿真分析,仿真结果验证了所提预测方法的快速性和正确性。     

基于逻辑事故链风险评估的复杂网络关键线路识别

复杂电力系统关键线路识别对连锁故障预防至关重要。在分析目前复杂网络关键线路识别方法不足的基础上,提出基于事故链风险评估的复杂网络关键线路识别方法。首先,对主潮流路径进行逻辑变换,建立电力系统大停电的事故链模型,可快速获得较为全面的事故链集;然后,引入马尔可夫链和自组织临界理论,求取事故链的发生概率和事故链风险指标;最后,基于线路所处事故链的位置及风险值,定义线路关键程度指标,以该指标进行关键线路识别,准确度较高。以 New England-10机39节点系统为例进行仿真计算,验证本文所提关键线路识别方法的正确性和有效性。     

大型电网连锁故障分析技术及大停电智能预警系统

连锁故障引发的大停电事故在全球范围内时有发生,对社会和经济造成了巨大损失。为了理解连锁故障的演变特征并进一步构建有效的大停电预防系统,回顾近年来国内外发生的8次大停电事故,研究大停电事故的故障演化过程;对现有连锁故障研究模型和方法进行评述,分析其适用性及模型优缺点;提出基于事件校核和连续时域仿真的连锁故障时序事件搜索方法;最终基于所提连锁故障时序事件搜索方法构建了可用于大停电风险可视化预警的智能预警系统。