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。     

500 kV输电线路故障时空特性分析

随着电力系统通信自动化技术的发展,各种信息采集系统得到广泛应用,这为分析电网故障的时空特性提供了有利条件。以H省电网500 kV输电网为例,探讨了5年间500 kV输电线路故障在较长时间段上的行为特性。首先在输电线路故障时间序列层面上,统计分析输电线路故障发生的时间（单位：天）与同一时间点故障累计频次和累计概率之间的相互关系,采用Kolmogorov-Smirnov（K-S）法检验其分布的正态性,并根据R/S时序分析法计算出H省电网500 kV输电网5年间输电线路故障基于时序的Hurst指数,从而判断其在时间序列上具有长程相关性。然后,在空间层面上,统计分析5年期间H省电网每条500 kV输电线路故障次数与其发生频次和累计概率的关系,得出输电线路故障在空间上符合幂律分布特征。研究电网故障的时空分布特性为电网的风险管理和风险预测提供了辅助决策的依据。     

考虑系统运行状况的电网连锁故障风险性评估

在大规模电网中,由简单故障触发的系统连锁跳闸可能会导致大停电事故。建立了一种新的电网连锁故障仿真模型,对故障在电网中的传播方式、故障关键元件的识别、系统发生连锁故障的风险和损失评估进行了研究。考虑了系统负荷状况、天气条件、继电保护隐藏故障等因素,可以得到某种运行状态下的连锁故障风险指标,并识别不同情况下引发连锁故障的关键线路,通过IEEE-RTS系统和IEEE57节点系统的计算结果对本方法进行了验证。     

考虑系统运行状况的电网连锁故障风险性评估

在大规模电网中,由简单故障触发的系统连锁跳闸可能会导致大停电事故.建立了一种新的电网连锁故障仿真模型,对故障在电网中的传播方式、故障关键元件的识别、系统发生连锁故障的风险和损失评估进行了研究.考虑了系统负荷状况、天气条件、继电保护隐藏故障等因素,可以得到某种运行状态下的连锁故障风险指标,并识别不同情况下引发连锁故障的关键线路,通过IEEE-RTS系统和IEEE57节点系统的计算结果对本方法进行了验证.     

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。     

时空环境相依的电网故障模型及在电网可靠性 评估中的应用

传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型,难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性,气象灾害具有明显的季节性特征,因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时,需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型,拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素,特别是外部气象环境因素,以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型,并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 kV输电线路的故障数据进行了分析,对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明,不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异,验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。     

时空环境相依的电网故障模型及在电网可靠性评估中的应用

传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型,难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性,气象灾害具有明显的季节性特征,因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时,需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型,拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素,特别是外部气象环境因素,以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型,并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 k V输电线路的故障数据进行了分析,对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明,不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异,验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。     

架空输电线路鸟害故障分析及预防措施

通过对宁波电网输电线路鸟害故障的统计分析,找出了宁波地区鸟害故障特征,对不同防鸟害措施进行了效果评估,提出了适合宁波电网输电线路的差异化鸟害防范工作对策并加以实施,有效控制了宁波输电线路鸟害故障。     

台风天气下电网薄弱线路辨识与停电事故模型

为研究台风天气下电力系统的连锁故障演化,提高电网的应对能力,选用Yan Meng风场模型计算台风天气下输电线路的故障率。首先,结合线路潮流的停运概率模型,制定计及电网拓扑结构的线路脆弱度指标;然后,对现有停电模型进行改进,建立一种包含时间、空间、强度三要素的台风天气电网停电事故模型;最后,以宁德电网为例,仿真分析了玛莉亚台风期间该电网的薄弱线路,验证了所建模型的可行性。仿真结果表明,可用事故幂律曲线的分维值对台风天气下电网整体稳定性进行评估。     

高压线路故障产生电压暂降的特性及对敏感负荷设备的影响

220kV输电线路作为地区电网主要输电线路,发生故障时产生电压暂降凹陷域大,影响范围广。通过对220kV输电线路的保护配备,继电保护动作情况,故障情况的统计分析,用relayCAC软件对故障仿真计算,通过仿真得出的结果与故障录波装置电气信息数据进行验证,找出220kV输电线路时产生电压暂降的特性,提出从电网运行侧消除电压暂降的难点。调查电压暂降对地区电网中的敏感负荷的受影响程度,提出从负荷侧降低电压暂降影响的措施。     

融合注意力机制的输电线路故障概率预测模型

输电线路运行环境恶劣,发生故障的概率和气象条件直接相关.由于目前极端气象条件在全世界范围内表现活跃,研究不同气象条件下输电线路发生故障的概率对提高电网运行稳定水平有重要意义.该文从分析气象相关输电线路典型故障的作用机理和统计特征出发,提出使用融合注意力机制的深度神经网络进行输电线路故障概率预测,使用停电数据对模型进行检...     

基于电流双反相量的同杆四回线故障选相方法

为了解决同杆四回线故障情况复杂,跨线故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出了一种基于故障电流双反相量的同杆四回线故障选相方法。同杆四回线发生一回线内或两回线间跨线故障时,对四回线各相电流进行变换,可得故障相电流的双同及双反相量。通过对故障电流边界条件的分析可知,不同类型故障时故障电流的3个双反相量分别具有不同的幅值和相位特点。以此为基础,提出了在一回线内故障和两回线间跨线故障时能够准确识别故障回线和故障相的同杆四回线故障选相方法。仿真表明本方法在不同的负载电流、过渡电阻、故障位置及故障类型下均能进行有效的故障选相。     

平行线路跨线故障选相元件的动作分析

同走廊架设平行线路广泛应用于输电系统中。与单回线故障相比,跨线故障的故障特征发生变化,因而传统选相元件存在错选故障相的风险。考虑平行线路之间的零序互感作用,提出分别利用戴维南等效和构造存在耦合的复合序网络计算跨线非接地故障和接地故障时故障点处的序电流,进而分析选相元件的动作情况。以两端无电气连接的同杆并架双回线为例,通过对不同跨线故障类型情况下序电流关系式的分析,得出了零序负序电流选相元件的选相情况在跨线非接地故障时仅与故障类型有关,在跨线接地故障时不仅与故障类型有关,而且与回线间互感作用的强弱及零序、正序等值阻抗的比值有关;相电流差突变量选相元件通常情况下能够正确选相的结论。PSCAD仿真结果验证了跨线故障分析方法及选相元件分析结果的正确性。     

一种基于网形结构矩阵的配电网故障定位改进算法研究

作为故障定位的核心部分,故障定位算法的准确性与实时性非常重要。本文针对配网的各种故障情况以及不同的运行方式,在前人研究的基础上,提出一种新的算法。该算法以矩阵分析为基础,根据FTU上传的故障信息,仅选择包含故障信息的线路参与计算。算法可以根据配电网实际的运行方式形成相应的网络描述矩阵,能够实现普通树状网及开环运行环网的故障定位需求。通过Delphi语言编程实现该算法,证明了算法在定位方面的准确性,为其在实际工程的应用提供了理论依据。     

恶劣天气下配电网故障统计分析及其概率分布拟合

为了提升配电网防灾减灾决策的科学性,需要准确掌握配电网的故障统计参数。为此,采用时间和环境相依的配电网故障统计分析方法,按不同月份、不同天气条件、不同线路类型,计算配电网故障率、停运率等参数在历史同期月份的时间分布特征。针对不同天气下的故障停运时间,提出了概率密度分布拟合方法。对南方沿海地区某大型配电网的实例分析表明：电缆故障的月际分布不明显,受天气影响较小。架空线路的故障受雷雨天气影响较大,分布集中在5—9月,呈现明显的单峰特性,可用高斯分布拟合。雷雨天气下的故障率和停运率明显高于基础故障率和停运率,并且停运持续时间更长,强迫停运时间可用威布尔或伽马分布拟合。所提方法对配电网精细化故障率统计分析具有借鉴意义,可用于指导配电网规划、运行风险评估和恶劣天气下的故障恢复策略优化。     

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。     

输电线路山火故障风险评估模型及评估方法研究

输电线路山火故障与输电线路运行时的气象条件、人为因素等密切相关,近年来输电线路山火故障逐年增加。建立了输电线路山火故障跳闸风险评估模型,该模型包括输电线路走廊山火发生概率模型和山火条件下输电线路故障模型两部分。应用该模型,可以根据宏观气象条件预测山火引起的输电线路故障概率。可以在山火发生后,根据山火的蔓延模型预测输电线路山火故障风险随时间的变化情况。可以根据输电走廊及其附近的植被情况,计算火源点与输电线路山火故障风险之间的关系,并制定输电线路山火故障等级分布图。研究成果可用于制定输电线路山火故障预案和防灾减灾措施。     

不并列运行的同杆双回输电线路跨线故障计算

针对不并列运行的同杆双回输电线路的跨线故障,提出了基于正、负、零三序分量法结合故障边界条件及复合序网图进行分析的解析法。通过相序变换可知该型线路只有零序网络之间存在耦合,利用线路三序分量的特点结合疏松耦合变压器模型建立系统各序网络的等值电路;为简明直接地分析跨线故障,分析总结了典型简单故障形式的边界条件和复合序网图的连接方式,可以方便地组合成各种跨线故障的边界条件和复合序网图,避免对不同跨线故障的重复分析。该方法物理意义明确,计算简单,适用于两回线路参数不同的情况,也适用于非全程同杆双回输电线路的跨线故障。PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法的正确性。     

同杆并架双回线故障选相研究

综合运用模态变换和六序分量法分析同杆双回线的故障特征。模态量在发生单回线故障和同名相跨线故障时特征明显,适用于此种故障的选相;而六序分量法在分析非同名相跨线故障时具有明显的优势。结合这2种方法提出一种相对简单实用的同杆双回线系统各种故障判别的新方案。理论分析和仿真测试表明,该方法能够在各种运行条件和故障情况下正确选相。