[发明专利]一种具备N-2开断快速扫描功能的在线静态安全分析方法有效

专利信息
申请号: 201410331888.7 申请日: 2014-07-14
公开(公告)号: CN104092210A 公开(公告)日: 2014-10-08
发明(设计)人: 汤必强;於益军;姚建国;杨胜春;冯树海;杨争林;李峰;王礼文;石飞;徐鹏 申请(专利权)人: 国家电网公司;中国电力科学研究院
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
地址: 100031 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 具备 快速 扫描 功能 在线 静态 安全 分析 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种分析方法,具体讲涉及一种具备N-2开断快速扫描功能的在线静态安全分析方法。

背景技术

电力系统安全分析的目的是用预想事故分析的方法来预知系统是否存在安全隐患,以便及早采取相应的措施防止系统发生大的事故。十九世纪六十年代中期在美国发生的多次大停电事故促进了电力系统安全分析的进展。电力系统安全分析主要包括静态安全分析和动态安全分析两部分。静态安全分析判断在发生预想事故后系统是否会过负荷或电压越限;动态安全分析判断在发生预想事故后系统是否会失稳。

当前,电力系统在线静态安全分析软件模块已经成为电网调度自动化系统的标准配置模块,广泛应用于各级电网调度控制中心,是保证系统安全运行的重要手段之一。《电力系统安全稳定导则》中明确要求“应用N-1原则,逐个无故障断开线路、变压器等元件,检查其他元件是否因此过负荷和电网低电压,用以检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求”。因此,现有在线静态安全分析主要考虑的预想故障以N-1开断故障为主,辅以根据规则和经验人工定义的多重故障。但是,近年来国际上发生的大停电事故主要都是由于连锁故障或独立相继故障所引起的。基于规则、经验的多重故障选择,有可能漏选部分可能产生严重后果的N-2开断组合,所以面向所有设备的N-2开断组合进行静态安全分析具有重要意义。而对于N-2开断故障,由于故障组合数巨大,总体计算量比N-1开断要显著增加,目前在实际在线静态安全分析软件中鲜有考虑,其瓶颈主要是计算速度问题。

在电网调度自动化系统中,电力系统静态安全分析功能模块用于评估电力系统中的某些元件或元件组合发生故障时,对电力系统安全运行可能产生的影响,计算可能引起系统元件越限的故障发生时系统的运行状态,对整个电网的安全水平进行评估,对可能引起电网安全运行构成威胁的故障进行警示,并评价这些故障对系统安全运行的影响。现有在线静态安全分析的预想故障集主要包括N-1开断故障集以及自定义的多重故障集。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种具备N-2开断快速扫描功能的在线静态安全分析方法,将N-2开断故障组合全集引入预想故障集,并利用支路开断分布因子和并行计算技术快速扫描N-2开断后电网潮流分布情况;对于可疑的N-2开断组合,进行交流潮流分析;整个计算过程高效快捷,满足在线应用的需要。

为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:

本发明提供一种具备N-2开断快速扫描功能的在线静态安全分析方法,所述方法包括以下步骤:

步骤1:形成当前电网阻抗矩阵;

步骤2:确定支路开断分布因子矩阵;

步骤3:基于支路开断分布因子,计算N-2开断故障后的各支路有功潮流,筛选出可疑的严重N-2开断故障集合;

步骤4:对可疑的严重N-2开断故障进行交流潮流分析,确定最终严重N-2开断故障;

步骤5:输出严重N-2开断故障集合,并给出告警信息。

所述步骤1中,当前电网阻抗矩阵用X表示,X为n×n阶矩阵,n为电网中除开平衡节点之外的计算节点个数;

对直流潮流方程中的导纳矩阵求逆,即可获得电网阻抗矩阵X。

所述步骤2中,支路开断分布因子矩阵用D表示,D为m×m阶矩阵,m为电网中的支路总数;

通过支路开断分布因子矩阵D中的元素,即可得到支路开断分布因子矩阵D;利用节点有功对支路有功的灵敏度计算基态潮流断面的支路开断分布因子,即矩阵D中的元素,有:

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