[发明专利]基于三道防线的故障集自动批量生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种为电力系统动态安全分析提供故障方式的故障集自动生成方法，更具体地，是一种基于三道防线的故障集自动批量生成方法。

背景技术

在实际电网上进行试验研究将给电网安全稳定运行以及人身安全带来危害。试验方案设计不合理不完善可能导致电网安全稳定事故的发生；人为操作不当则可能造成人身伤亡等。另外，在实际现场进行试验研究往往对场地要求高、接线复杂，导致试验成本高。种种因素表明，建立全数字实时仿真实验室，将物理装置等二次设备搬进实验室，采用数字电网替代一次系统，联合进行物理试验，具有试验成本低、效率高、周期短、可重复性好等诸多优点。我国电网现有的电网仿真计算分析手段主要采用离线电力系统分析软件，如国内常用的电力系统综合程序(PSASP)，电力系统分析程序(BPA)等。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，基于在我国电网建设中普遍采用的电力系统三道防线的概念，提出分类的故障模板，并在此基础上实现了故障集的自动批量生成，可对同一区域或同一电压等级的若干节点进行同类故障的批量生成，与现有的针对元件的单一故障生成相比，为用户省去了许多重复性操作，大大节省了故障生成的时间，提高了工作效率。同时，将各类故障模板按照三道防线的要求进行分类，能够更全面准确的发现电网运行中的薄弱点和安全危险点，为大电网的安全稳定运行提供依据。

本发明是在电力系统综合程序(PSASP)的基础上提出和开发的。PSASP的故障集生成模块，对于静态安全分析计算，只有N-1计算设置和特定切除方案设置，没有批量N-M切除方案自动生成的功能；对于暂态安全分析，只有部分故障集和故障模板设置，故障模板类型不全且没有生成批量故障的规则。这种单作业式的故障设置和生成方式必然导致大量重复性工作。

依据电网第一、二、三级安全稳定标准，对于大部分的安全分析而言，故障设置是可以统一建模的，这就提出了故障集设置模板化的需求。本发明采用基于三道防线的故障模板，并提供故障集的自动批量生成功能，提高了电网仿真计算的工作效率。

依据本发明的一种基于三道防线的故障集自动批量生成方法，包括：

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；

具体包括以下步骤：

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；