[发明专利]电网故障分区方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统设备领域，特别涉及一种电网故障分区方法。

背景技术

目前随着电网规模的日益扩大，一旦出现电网故障给人们带来的损失也越来越大。2003年，美国、加拿大、英国、俄罗斯等国就相继发生了大面积停电事故，其中8月14日发生在美国和加拿大的大停电事故受影响的地区大约2.4万平方公里(合9300平方英里)，受影响的人口多达5千万，仅纽约地区就停电29个小时，该段时间内纽约失负荷总数为1.79亿千瓦时，其经济损失高达300亿美元。2008年初，持续冰冻雨雪天气袭击了我国南方地区，造成了南方电网大面积停电，其中，10kV杆塔倒塌7541座，35kV变电站停电859座，负荷损失达62.09亿千瓦时，受影响的人口多达2.6亿，经济损失高达62.3亿人民币。因此电网大停电事故所造成的后果，不仅会造成严重的经济损失，还会严重影响到社会秩序和人民生活。

近几年来，国家电网正处于“大电网、大机组、高电压、高自动化”的高速发展阶段，所面临的安全风险与挑战正日益严峻。面对风险与挑战，古道有云：“未雨绸缪”、“防患于未然”。因此，如何及时发现电网潜在故障或事故风险及其影响，将电网故障或事故消解于“未然”，具有十分重要的理论价值与实践意义。

为此提出了电网故障分区控制策略，电网故障分区控制策略就是为了防止电网事故或故障的发生而“防患于未然”的一种分区控制策略，即当电网某个局部发生预想故障时，通过预想断开若干不会引起其他输电线路故障的线路，即形成故障区域最小分区控制断面割集，从而将故障隔离在一个很小的区域内，以便于采取相应的分区控制策略，降低或避免发生连锁反应造成损失严重的大停电事故。目前，如何进行电网故障时进行分区的技术很少，基本是以人工分区或者按照管辖范围划分为主，这样的分区不能考虑电网本身的技术性能参数，具有盲目性。

另一方面，从电网事故主因来看，电网故障多可以追溯到电网中某些环节存在薄弱的因素，即电网中存在脆弱单元。目前，电网脆弱性研究致力于找出电网中存在的脆弱单元，主要分为结构性脆弱和状态性脆弱两类。其中，结构性脆弱是指网络中某一单元或某一些单元退出或相继退出运行后，网络保持其拓扑结构完整并正常运行的能力，它反映了电网内在本质的特征；状态性脆弱是指电网受到扰动或者故障之后，状态变量发生变化以及向临界值逼近，反映了电网从稳定运行状态过渡到临界失稳状态的过程，反映了系统承受干扰的能力。可见，电网结构脆弱性研究仅与电网本身的拓扑结构有关，无法反应电网时刻变化的状态；而状态脆弱性研究虽然考虑了电网时刻变化的状态，但忽略了影响电网可靠性的关键因素—电网结构。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，基于电网结构、运行状态等的多种脆弱性指标，使得电网在预想故障情况下确定最小故障割集，形成最小控制分区，降低或避免电网大停电事故的发生，提高电网的安全运行水平与可靠性。

为了实现上述目的，本发明提出了一种电网故障分区方法，该方法具有步骤：A、建立电网内线路的脆弱性指标，形成电网的脆弱线路集合；B、当电网内发生故障时，判断故障是否发生在脆弱线路集合中，若是则运行步骤C，否则结束；C、以故障线路节点或与之相连的脆弱线路的节点为起点，判断与所述节点连接的线路的脆弱性指标，如脆弱性指标小于预定阈值，则将所述连接的线路归入边界线路，否则所述连接的线路的另一个节点归入故障区域，继续判断与所述另一个节点连接的线路的脆弱性指标，直至找到边界线路；D、将电网划分为故障区域或非故障区域。

其中所述电网内线路的脆弱性指标包括结构性脆弱指标和状态性脆弱指标，所述线路的脆弱性指标为既考虑结构性脆弱指标又考虑状态性脆弱指标的指标。

以上形成电网的脆弱线路集合的步骤包括：

建立电网内线路的脆弱性指标，分析按照脆弱性指标由大到小的顺序攻击电网内线路时，电网连通水平小于预定水平时受攻击的线路条数，计此时有a条线路，并将所述a条线路归入脆弱线路集合。

其中所述预定水平根据电网重要等级确定：当电网的安全等级高时所述预定水平高；当电网的安全等级低时所述预定水平低，取值范围为40％～80％。