[发明专利]基于关键输电断面识别的交直流电网连锁故障分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于关键输电断面识别的交直流电网连锁故障分析方法。

背景技术

近年来国内外发生了多次大停电事故，造成了较大影响和严重损失。研究表明，大停电事故多是由连锁故障引起的，其中由潮流转移引起的输电线路相继过载而引发的连锁故障是重要原因之一。输电线路的连锁过载跳闸故障多发生在输电断面上，如果能先识别出相关输电断面并加以监控，对于阻断线路连锁跳闸，防止大停电事故具有重要意义。

例如，南方电网是我国西电东送规模最大的电网，具有远距离、大容量送电和交直流并联运行等特点，运行特性复杂，面临着直流闭锁和极端天气等引发的连锁故障风险。南方电网西电东送规模大，交直流并联运行的特点，使得直流系统发生闭锁后会有大量潮流转移到交流网络，加重了从送端到受端换流站之间的多个交流输电断面的重载程度，容易导致输电线路的连锁过载跳闸故障。南方电网十分重视对西电东送通道中网省间的重要输电断面的监控。但对于直流闭锁后哪些断面容易发生连锁故障，应该予以重点监控，还缺少研究。

输电断面的搜索和识别研究中，《基于图论的输电断面快速搜索》对电网进行分区并采用图论算法搜索包含过载线路的输电断面。《基于电气分区的输电断面及其自动发现》先对电网进行电气分区，然后再筛选出满足约束条件的输电断面。对电网进行分区的方法会在搜索时漏掉分区内的线路。《基于前K最短路径的输电断面搜索新算法》搜索过载支路两端点间的最短路径集，将其作为受潮流转移影响较大的输电断面。《基于线路功率组成的关键输电断面快速搜索》利用图论和聚类方法分析线路功率组成相似程度，识别与过载支路相关的关键输电断面。《采用图论的电网连锁故障模式搜索方法》对电网进行分区和图论算法搜索连锁故障模式。《基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型》采用有功增加因子来识别与故障线路相关的输电断面。

以上方法主要研究了交流线路相关的输电断面和连锁故障模式，由于交流线路的潮流转移是局部的，大多局限于附近的几回线路，而直流闭锁后涉及到直流送端和受端换流站之间的多个断面，影响范围较大，因此交流线路潮流转移的分析方法不能直接用于与直流闭锁相关的输电断面搜索和连锁故障识别。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种基于生成概率模型的连锁故障分析方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于关键输电断面识别的交直流电网连锁故障分析方法，其包括如下步骤：

A、采用基于图论的输电断面遍历算法搜索位于直流送端和受端之间所有的输电断面；从直流送端节点v_S出发，构成节点集S₀＝{v_S}，然后搜索S₀与其邻接点之间支路的所有割集，并采用逐步向外扩展节点集S₀的方式完成遍历搜索。

B、利用潮流转移系数和断面最大过载率指标进一步识别出可能导致连锁故障风险较大的关键输电断面；

C、通过暂态稳定计算给出各关键输电断面中具有较大风险的连锁故障集和应予以重点监控的关键支路。

直流双极闭锁虽然严重，但相关稳控系统会同时动作，进行切机切负荷，因此转移到交流系统的潮流有限，极大地减轻了相关输电断面的负担，而直流单极闭锁后则不会有保护和稳控系统动作，直流单极功率大部分会转移到交流断面，容易造成比双极闭锁大的潮流转移。本发明主要针对直流单极闭锁造成的潮流转移。

本发明根据电网的特点以及求取受直流系统闭锁故障影响的输电断面的特点，提出了一种效率较高的输电断面的遍历搜索算法。

根据本发明另一具体实施方式，步骤A的算法包括主程序和子程序，其伪代码见图2和3。其中子程序采用递归算法的深度遍历搜索方式用于搜索S₀与其邻接点之间支路的所有割集；主程序用于逐步向外扩展节点集S₀，并调用子程序。

根据本发明另一具体实施方式，步骤B具体包括如下步骤：

B1、根据公式(1)计算直流闭锁对输电断面A＝{e₁,e₂,…,e_n}内所有支路的潮流转移系数k＝1,2,…n；