[发明专利]适用于全过程仿真的电网严重故障相继开断扰动设置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置方法，具体涉及一种适用于全过程仿真的电网严重故障相继开断扰动设置方法。

背景技术

《电力系统安全稳定控制技术导则》对电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分成了三级：第一级标准是保持稳定运行和电网的正常供电；第二级标准是保持稳定运行，但允许损失部分负荷；第三级标准是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。与三级安全稳定标准对应的是包括单一故障、单一严重故障和多重严重故障在内的不同严重程度的三类故障。其中单一严重故障包括：单回线单相永久性故障重合不成功或无故障三相断开不重合、任意母线故障、同杆并架双回线异名两相同时发生单相接地故障重合不成功后双回线三相同时跳开、直流输电线路双极故障。多重严重故障包括：故障时开关拒动、故障时继电保护、自动装置误动或拒动、自动调节装置失灵、多重故障、失去大容量发电厂、其他偶然因素。导则对严重故障的具体故障形式做出了明确的说明，但严重故障的其他一些要素：如时间要素(同时发生或相继开断)、因果关系要素(相继开断是否存在因果联系)等却未作说明。在实际应用中，由于缺乏对严重故障具体形式的描述和限定，故障样本空间往往会存在维数灾问题。

在与工程领域相关的实际仿真计算中，为避免分析过于庞大的故障集，往往会根据实际运行经验和问题需求，选择特定的严重故障形式进行仿真分析，这提高了分析问题的针对性，但却无法保证对电网问题的全面覆盖。

近年来，世界各国电力系统电网互联加强以及电力系统的运营模式由传统的垄断经营逐步向电力市场转变等变化趋势，给电网发展带来新的机遇的同时也给电网安全稳定运行带来了新的压力。这些因素的交织使得世界范围内大停电事故频频发生。与此同时，电力系统大停电的故障表现形式也发生了改变。在现代电力系统中，单一故障对系统的影响越来越小。近年所发生的大停电通常与一系列相继开断故障联系在一起。表现为初始扰动后，系统结构或状态发生改变，引起潮流、电压和频率等电气量等的长期变化过程，形成相继开断并最终形成大停电事故。因此，迫切需要能够在较长时间尺度范围内研究和分析这种非线性超大规模电力系统动态特性机理、严重事故特征的动态稳定仿真技术。近年全过程仿真程序的开发及应用为长时间尺度内的电网严重故障分析提供了新的有力工具。它可以实现电力系统多重连锁反应故障后的全动态过程模拟，研究事故本质原因以及防止连锁故障引起大面积停电等反事故措施。威胁电网安全的故障特征的变化，不仅需要新的研究工具，也需要与之相适应的严重故障扰动设置方法。因此，如何针对当前可能威胁电网安全，造成大停电事故的电网严重故障新变化，结合电网运行的实际问题和现实需要，构造适用于全过程仿真的严重故障扰动设置方法，对于开展电网全时间尺度上的相继开断严重故障分析，防控全网范围内的大停电事故意义重大。

由于电网中导致大停电事故发生的往往是相继开断型严重故障，而非简单的多重故障。因此国内外学术界对大电网的严重故障形式，尤其是其中存在因果联系的相继开断故障的故障发生、发展形式进行了重点研究，从元件、系统动态特性及电网拓扑、复杂理论等角度引入了元件级联失效模型、最优潮流连锁停电模型、小世界网络模型以及传统电网连锁故障事故链模型等，相关研究成果从某种程度上或某些方面揭示了故障发展并扩大的可能路径和过程场景，有助于电网应对措施的采取。但这些研究所构筑的故障场景仍存在样本空间过大的问题，而且由于为研究连锁故障而引入的相关模型和理论虽与电力系统有一定的相似性，但有些与电网实际也存在明显的差异性，同时与庞大而复杂的电力系统相比，相关模型和理论仍过于简单。这导致部分研究成果对实际电网运行的指导意义仍有待提高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种适用于全过程仿真的电网严重故障相继开断扰动设置方法，既能全面有效评估和反映电网特定重大运行要素变化相关的可能引发大停电的系统潜在问题，同时又可以有效缩减分析的故障样本空间，为电网实际运行调度提供了严重故障离线分析的有效实现途径。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种适用于全过程仿真的电网严重故障相继开断扰动设置方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：基于三维时间相关运行要素分析，确定电网严重故障仿真计算方式边界条件；

步骤2：基于故障后果场景类型遍历，选择故障场景类型；

步骤3：结合重大运行要素变化相关性分析，选择组合排序故障元件；

步骤4：进行严重故障强度的反馈调整。