考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估

韧性用于评估在遭受严重冲击后的系统性能的维持和恢复能力,是智能电网的重要性能指标之一,文中提出了一种考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估模型。根据不同等级台风灾害造成的配电网设备故障率分布函数及不同等级台风灾害的发生概率,同时考虑集中型、分散型、集中分散型3种常见故障设备分布方式,生成台风灾害影响下的配电网设备故障场景集合;评估各场景在"灾害发生—网架重构—灾区复电"全过程中配电网保证负荷供电的能力,并通过吸收率、适应率和修复速率3个综合指标来对韧性进行量化描述。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,详细介绍了韧性评估的建模和计算过程,验证了该模型用于评估配电网韧性的可行性。     

考虑次生故障差异化影响下韧性主动提升的输电系统网架重构策略

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次生故障的不足,该文提出一种考虑次生故障差异化影响下系统韧性主动提升的网架重构策略。首先,讨论在网架重构恢复方案中考虑次生故障影响的必要性;然后,基于分割多目标风险分析方法提出一种系统韧性指标,旨在差异化处理次生故障并突出高风险故障对恢复过程的影响;进一步建立考虑韧性主动提升的网架重构全局优化模型,以增强系统对高风险故障的抵御能力。为提高模型的求解效率,提出一种基于窗口滚动机制的求解策略,可给出兼顾快速性与稳健性的网架重构方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统验证所提出方法的有效性。     

计及不同保护配置方案的继电保护系统可靠性

微机保护装置的硬件可靠性已得到了很大提高,不同保护原理及配置方式已成为影响可靠性的主要因素。目前尚缺乏相应的可靠性模型,为此提出了一种新的计及不同保护配置模式的保护系统可靠性评估模型。基于马尔可夫方法,考虑2种故障模式即误动和拒动状态,推导出可以评估不同保护配置方案的可靠性模型,可计算保护系统误动和拒动的概率,为完善电网风险分析及可靠性评估方法提供了可用数学方法。算例证明了所提出方法的正确性。     

YD型换流变三角形绕组CT饱和对直流保护的影响及对策

为提高直流换流器桥差保护的可靠性,防止其在交流系统发生短路故障、励磁涌流等扰动期间误动,提出了一种换流器桥差保护应对CT饱和的方法。理论分析与数字仿真表明,YD换流变阀侧三角形绕组在交流扰动期间流过零序环流将导致桥差保护出现虚假动作电流,引发保护误动作。对此问题,提出了通过引入三角形绕组零序环流作为制动量的桥差保护防误动策略,并利用零序环流与桥差电流出现的相对时间差,判断是否投入该防误动策略。仿真表明,该方法能够在提高桥差保护在交流系统扰动期间可靠性的同时,不影响桥差保护对于内部故障的灵敏度与动作速度。     

一起直流母线失电故障的分析与对策

介绍了一起220kV变电站蓄电池组内部断线异常。在主变低压出线发生故障,母线电压降低引起站用交流失电,直流充电机停止工作后,造成直流母线失电,引起部分保护拒动、部分保护误动故障。叙述了故障发生经过,介绍了故障处理过程,分析了保护拒动与误动的原因。直流系统是变电站可靠运行的保证,从直流系统的配置、充电模块的选择、电源切换的方法、蓄电池组的运行与维护等方面进行了分析,提出了提高直流系统供电可靠性的建议与对策。     

一起由于定值跑区造成保护误动原因分析及改进措施

介绍了某变电站220 kV线路11型微机保护在系统出现小扰动后发生误动事故的概况。通过分析误动保护的故障报告及软件流程,并结合现场模拟实验,指出了保护误动的原因是由于拨轮开关接触不良,造成定值跑区而使高频保护方式从闭锁式变为允许式造成的。结合本次事故发现的问题,提出了相应的整改措施,以避免相同事故的再次发生。     

保护隐性故障及其对电力系统连锁故障发展影响

继电保护隐性故障是造成电力系统连锁故障的重要因素之一,针对影响保护隐性故障因素,建立了考虑线路故障的保护隐性故障模型。从人为失误、保护装置自身的老化失效、保护所处环境影响来分析保护的故障率,基于Markov状态空间法,针对高压系统两套主保护及远近后备保护,建立详细的线路—保护状态转移模型,计算保护误动概率与拒动概率,并应用到连锁故障仿真算例中。连锁故障仿真考虑不同保护动作特性、控制措施动作以及不同负荷水平的影响,根据仿真结果计算保护拒动与误动风险,分析保护隐性故障对电力系统连锁故障的影响,以及各因素对保护拒动和误动的影响。仿真结果表明,重载时保护不正确动作风险比轻载和正常工作时大。     

计及短路故障影响的含风电电力系统恢复决策优化方法

随着新型电力系统的加速建设，我国风电等新能源渗透率逐年增加，给系统恢复控制带来新的机遇与挑战。风电提供的功率支持可加速系统恢复进程，但在故障扰动下，风电机组可能大量脱网，甚至引发系统再次崩溃。针对以上问题，该文提出一种计及短路故障影响的含风电电力系统恢复决策优化方法。首先，分析短路故障对电力系统快速、安全恢复的影响，讨论系统恢复中计及短路故障影响的必要性。其次，综合考虑短路故障切除前后影响，提出短路故障下的失负荷风险模型。然后，考虑风电及常规机组恢复特性，建立机组启动、并网及运行约束。同时，综合网络潮流及拓扑约束，构建系统恢复决策优化的混合整数线性规划模型。最后，结合滚动优化策略，动态切换系统恢复模式，实现模型的高效求解。采用IEEE-39和IEEE-118节点系统验证所提方法的有效性。     

波形连接不光滑造成微机保护误起动

利用Matlab软件，提出对电力系统进行数字仿真，结合微机保护装置、继电保护测试仪和模拟断路器形成继电保护仿真系统。针对在对系统进行暂态仿真和故障反演试验中出现的保护误动现象进行了分析，找出保护误动的原因，并且提出两种解决问题的方案。     

面向台风天气下主动配电网韧性提升的改进分级减载策略

为有效提升台风天气下主动配电网的韧性，提出同时考虑分级减载和同级负荷削减的主动配电网韧性提升方法。首先，综合考虑台风天气下强风和暴雨对配电网的影响，通过建立Batts台风风场模型和暴雨压强模型实现了对配电网元件故障率的量化分析，进而采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法模拟台风天气下的主动配电网故障场景，并利用系统信息熵进行场景筛选，确定故障规模。其次，提出了同时考虑最大化一级负荷存活量与故障孤岛中同级负荷削减逻辑的主动配电网分级减载策略。然后，提出包括综合鲁棒性、一级负荷损失速度和损失率、总负荷曲线面积缺失比的4个主动配电网韧性评估指标，并通过遗传-粒子群融合算法(hybrid GA and PSO algorithm, GA-PSO)对配电网韧性评估模型进行高效求解。最后，基于Matlab 2020a仿真平台建立某实际配电网和IEEE 118节点测试系统算例，验证了提出的考虑分级减载的台风天气下主动配电网韧性评估方法的正确性和有效性。     

基于地震灾害场景的主动配电网多维韧性评估方法

为了分析主动配电网承受破坏性扰动事件以及快速恢复重要负荷的韧性支撑能力,融合相量测量单元（PMU）高精度动态感知能力提出了一种新的以地震灾害场景为背景的主动配电网多维韧性评估方法。阐述了配电网韧性的基本概念及特征,并将地震作为极端事件代表,构建了反映配电线路故障率与地震动峰值加速度加权均值的模型,继而采用非序贯蒙特卡罗抽样和K-means++聚类算法筛选出代表性的地震场景;基于系统配置的PMU的强感知力建立反映韧性电网应变力、防御力、恢复力和协同力的评估指标,形成韧性多维特征空间,进而利用事件集点簇中心与最优韧性点的加权欧氏距离评估系统多维综合韧性;分析增强电力线路强度、提高联合系统中分布式电源可供容量这2种措施对系统韧性提升的影响,挖掘韧性电网对抗震防灾的学习力。最后,通过改进的PG&E69系统验证所提方法的有效性和准确性。     

防止汽机振动保护误动作的措施

简述了目前常用的汽轮机振动保护系统,并对系统内汽轮发电机组发生的几起振动保护误动作故障进行了简单回顾,分析了误动原因。针对性地提出了防止汽轮机振动保护误动的有关措施。     

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。     

同步发电机失磁保护的改进方案

在电力系统继电保护中,同步发电机失磁保护是最为重要的保护之一.励磁故障涉及发电机的大干扰稳定性,也是一个较为复杂并难以解决的问题.目前所用的励磁保护的动作效果并不理想,尚需进一步改进.分析了目前所用的3种励磁保护判据存在的不足,指出这些保护判据或基于小干扰稳定性原理而未考虑发电机动态功角特性的严重变形,或未考虑发电机完全失磁后的测量阻抗与正常励磁下扰动后的测量阻抗具有较大的公共区间,从而可能使保护误动或拒动.基于对同步发电机失磁后动态行为的仿真分析,提出了同步发电机失磁保护的改进方案,通过直接测量功率角判断同步发电机的失磁故障,提出了其整定条件和计算方法.仿真计算证明该方案能可靠、快速地反映各种励磁故障,动作稳定且整定灵活、方便.     

基于历史数据纵向协同性的电子式互感器伴随故障甄别策略

当系统由于线路故障、电源或者负荷投入切除而出现大幅扰动时,往往会引发复杂明显的电磁干扰信号,这将使存在电磁兼容性缺陷的电子式互感器采样输出数据异常,导致保护控制系统的误动和拒动。站域保护的出现为上述问题的解决提供了可能性,该文首先证明了输电线路故障动态特性相似性区域的存在,提出了电力系统拓扑离散性假设和状态离散性假设,得出输电线路同型故障的概念;然后根据系统动态实例与历史案例之间的相似性,结合站域保护中各点信息可共享性,提出了电子式互感器伴随故障甄别的原理、判据及具体实现方案,并给出描述故障电子式互感器的故障程度的评估指标;最后通过PSCAD搭建典型电力系统仿真模型,构建不同情况下的电磁干扰算例,证明了所提甄别原理和方法的可行性及应用价值。     

保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法

以台风灾害为例提出了保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法.首先,基于配电网韧性量化,给出了配电网应急响应期间内的年综合失负荷成本模型:其次,为描述灾害的时空特性以及灾害攻击造成的线路故障不确定性,构建了多阶段多区域配电线路故障状态不确定集;最后,考虑规划决策集、多阶段多区域配电线路故障状态不确定集和系统运行集,建...     

基于不对称网架信息的城市电网蓄意攻击关键节点辨识

攻防双方网架信息的不对称性影响了关键节点辨识结果的准确性，因此，该文提出一种基于不对称网架信息的城市电网蓄意攻击关键节点辨识方法。首先，立足攻击者视角，考虑城市输电电缆的可观标志信息与补全网架结构合理性构建城市电网拓扑补全的双目标优化模型。进一步，考虑攻防双方网架信息的不对称性，建立双层优化模型辨识系统关键节点。考虑到还原电缆的真实存在性会导致节点失效的不确定，攻击者又具有追求确定性打击后果的偏好，因此，在上层攻击点选择中采用灰色系统理论降低存在与还原线路相连节点的毁伤概率。最后采用(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件将双层问题转化为单层混合整数线形规划(single-layer mixed integer linear programming,S-MILP)问题求解。算例分析表明，该文方法能够获取较精准的补全网架；同时与网架信息对称场景相比，不对称场景下蓄意攻击关键节点辨识同时考虑了节点失效后果的严重性与确定性，反映了攻击者想要最大化确定性收益的实际心理，使结果更具合理性。     

基于点渗流和熵权法的连锁故障路径风险评估

为了搜索电力系统连锁故障发展路径,提出了支路故障预测模型和连锁故障路径风险评估模型。首先在点渗流理论的基础上建立了支路潮流转移渗流概率模型,结合支路抗冲击因子得到支路故障渗流概率,得到故障支路候选集,考虑保护的隐性故障对故障支路候选集修正;其次,建立了评估支路故障对系统影响程度的功率、电压、失负荷3个后果分项指标,采用熵权法计算3个分项指标的客观权重,建立了连锁故障路径的风险评估模型。IEEE39节点系统的仿真结果表明,所提模型能够准确找到各级的故障支路候选集、风险最大的连锁故障路径,验证了模型的有效性。     

几起发电厂热工保护系统故障的分析处理

热工控制和保护系统的可靠性,是影响机组及电网安全的重要因素。分析了振动信号突变引起机组跳闸、热工电源故障使保护误动、热工一次元件故障导致保护误动、电机烧毁引发机组非停等4起故障的原因,提出了相应的整改措施,大大提高了系统运行的可靠性。     

考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法

为了有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响,提出了一种考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法。假设各新能源发电出力为均值,建立N-1故障场景下确定性的电压稳定临界点模型,根据所得的故障后负荷裕度筛选得到严重故障集。考虑风电和光伏发电的随机分布,建立故障场景下的电压稳定概率评估模型,采用随机响应面法求解获得故障场景的负荷裕度累积概率分布。根据负荷裕度累积概率分布,设计了2种故障后系统电压稳定性的排序指标,确定严重故障集的排序。IEEE 118节点标准系统的计算结果表明,所提故障筛选与排序方法是有效的,可以甄别和排序各故障场景下系统的概率静态电压稳定性;根据故障排序结果构建的电力系统概率电压稳定域有助于对概率稳定边界的分析和研究。