[发明专利]基于三道防线的故障集自动批量生成方法

权利要求书

1.一种基于三道防线的故障集自动批量生成方法，其特征在于：

依据电网的第一、二、三级安全稳定标准，采用基于三道防线的故障模板，采用分类的故障模板设置、故障范围元件搜索、和元件拓扑搜索功能，对选定故障范围内的若干节点进行同类故障的自动批量生成；

包括以下步骤：

一)电力系统三道防线

电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分为三级：

第一级标准：保持稳定运行和电网的正常供电，单一故障，出现概率较高的故障；

第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷，单一严重故障，出现概率较低的故障；

第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失，多重严重故障，出现概率很低的故障；

基于以上三级标准，电网采用三道防线来确保电力系统在遇到各种事故时的安全稳定运行：

第一道防线：快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施，确保电网在发生常见的单一故障时保持电网稳定运行和电网的正常供电；

第二道防线：采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行；

第三道防线：设置失步解列、频率及电压紧急控制装置，当电网遇到概率很低的多重事故而稳定破坏时，依靠这些装置防止事故扩大，防止大面积停电；

二)基于三道防线的故障模板分类设置

根据所应用电网的历史运行参数，得到该电网的常见故障类型和控制策略；按照上述三道防线的描述，将上述常见的故障类型分类，得到反映故障严重程度的分类模板；

三)故障集的自动批量生成

对上述分类的故障模板进行定义，包括设定模板类型、名称和描述，对静态安全分析设置元件类型和故障方式，对动态安全分析设置元件类型和模板对应的动作，所述模板对应的动作包括故障方式、故障时间和故障位置；故障模板向用户提供基于三道防线要求的典型设置，根据具体电网的不同，用户可对模板进行增加、修改、和删除操作；用户选择参加计算的元件组或故障范围，选择相应的故障模板，由系统自动实现故障集批量生成工作；具体包 括以下步骤：

1)读取故障模板文件，获取基于故障模板及模板的应用规则，包括故障范围或元件组；

2)根据模板定义的元件类型进行故障范围内元件查找：形成元件归属表，获取元件的查找范围，在元件归属表中搜索指定范围的元件并给出搜索结果的元件列表；

3)根据模板类型进行拓扑搜索元件：指定拓扑搜索的目标和范围，获取所有元件，在元件列表中按连接关系遍历元件并给出搜索结果；

4)根据模板定义的故障方式或动作情况设定故障方式；

5)批量生成故障组；

6)按三道防线的分类输出计算结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述基于三道防线的故障模板分类设置包括下列设置：

(一)第一道防线故障模板：

I、静态安全分析

对确定的基本方式下以N条线路任意开断一条的方式进行扫描：

N条线路任意开断一条的元件包括：发电机、1000kV、500kV或220kV输电线路、500kV主变、1000kV主变；

II、暂态稳定分析

1、1000kV、500kV输电线路故障；

A：变压器

1)变压器高压侧0s单相或三相故障，0.09s跳主变三侧开关；

2)变压器中压侧0s单相或三相故障，0.09s后跳主变三侧开关；

B：单一输电线路

1)输电线路0s单相瞬时接地故障，0.09s双侧线路开关断开，1.09s重合成功；

2)输电线路0s单相永久接地故障，0.09s双侧线路开关断开，1.09s重合，1.18s重合不成功跳开；

3)输电线路0s三相故障，0.09s断开双侧线路开关，不重合；

4)输电线路0s三相无故障断开不重合；

2、220kV故障

单一输电线路 

1)220kV线路0s单相瞬时接地故障，0.12秒双侧线路开关断开，1.12s重合成功；

2)220kV线路0s单相永久故障，0.12秒双侧线路开关断开，1.12s重合不成功，1.24s双侧线路断开；

3)220kV线路0s三相故障断开，0.12s双侧线路开关断开，不重合；

4)220kV线路0s三相无故障断开，不重合；

(二)第二道防线故障模板

I、静态安全分析：

1、厂站失去一段220kV及以上母线，母线相连支路均断开；

针对1000kV、500kV、220kV变电站、电厂升压站；

2、500kV及以上变压器、220kV及以上线路N-2；

3、同塔双或多回输电线路同时失去；

II、暂态稳定分析

1、1000kV、500kV故障

A：单一输电线路

1)线路0s单相接地/三相短路永久故障，故障近端任一个开关拒动，0.09s故障线路两侧其它开关三相断开，0.34s拒动开关的下一级开关三相断开；

B：同杆并架输电线路

1)同杆并架双回线，异名两相0s发生相间瞬时短路故障，0.09s断开双回线路双侧故障相开关，1.09s重合双回线路双侧故障相开关；

2)同杆并架双回线，异名两相0s发生相间永久短路接地故障，0.09s断开双回线路双侧故障相开关，1.09s重合双回线路双侧故障相开关，重合不成功，1.18s双回线双侧开关三相同时跳开；

3)同杆并架双回线0s同时发生三相故障，0.09秒双回线近侧开关跳开，0.1s双回线远侧开关跳开；

4)同杆并架双回线0s同时发生三相故障，0.09秒双回线故障近端开关三相同时跳开，0.68s双回线故障远端开关三相同时跳开；

5)同杆并架双回线，异名两相0s发生相间瞬时短路故障，0.09s断开双回线路双侧故障相开关，1.09s重合双回线路双侧故障相开关；

C：混合同杆并架输电线路

1)500、220kV同杆并架双回线同时发生三相故障，0.09s跳500kV线路双侧开关，0.12秒 跳220kV线路双侧开关；

2)500、220kV混合同杆并架双回线异名两相短路故障，0.09s跳500kV线路双侧开关，0.12秒跳220kV线路双侧开关；

2、220kV故障

A：单一输电线路

1)220kV线路0s单相接地或三相故障，线路近端开关拒动，0.12s跳开远端线路开关，0.37s跳线路近端厂站母联，0.62s跳拒动开关所在母线其它线路；

B：同杆并架输电线路

1)220kV同杆并架双回线异名两相同时发生单相接地故障，0.12秒双侧线路开关断开，1.12s重合不成功，1.24s双回线三相同时跳开；

2)220kV同杆并架双回线同时发生三相故障，0.12秒双侧线路开关断开；

3、直流输电线路和换流站故障

A：330/220kV背靠背换流站

1)330/220kV背靠背换流站单极闭锁

2)330/220kV背靠背换流站双极闭锁；

3)330kV直流输电线路单极故障；

4)330kV直流输电线路双极故障；

B：330/500背靠背换流站

1)330/500kV背靠背换流站单极闭锁；

2)330/500kV背靠背换流站双极闭锁；

3)330kV直流输电线路单极故障；

4)330kV直流输电线路双极故障；

C：±800kV换流站

1)±800kV换流站单极闭锁；

2)±800kV换流站双极闭锁

3)±800kV直流输电线路单极故障；

4)±800kV直流输电线路双极故障；

(三)、第三道防线故障模板

I、静态安全分析：

同走廊或同区域多回路失去 

II、暂态稳定分析

1、220kV故障

母线：

1)220kV任一段母线0s单相接地或三相短路故障，0.12s切除母线上所有出线；

2)220kV任一段母线0s单相接地或三相短路故障，0.12s切除本段母线，母联开关拒动，0.37s切除另一段母线上所有开关；

2、自动调节装置失灵

励磁或调速系统失灵造成发电机功率大幅度摆动；

3、失去大容量发电厂

1)并网线全部跳闸；

4、多重故障。