[发明专利]一种考虑继电保护内在缺陷的电力系统连锁故障评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电网仿真领域，具体涉及一种考虑继电保护内在缺陷的电力系统连锁故障评估方法。

背景技术

电网所处的运行环境极为复杂，部分设备常年运行在较为恶劣的气候和地质环境下，各种自然灾害随时可能影响电力系统的安全运行，甚至可能给电力系统设备带来破坏。例如雷电造成的闪络；树木生长过快造成的线路对地短路；高温天气使线路弧垂过大造成的放电短路；地震，冰雪灾害造成的杆塔倒塌等等。此外，人为因素对电力系统造成的损害或扰动亦不可忽略，例如偷盗电力设备，车辆撞击杆塔，重大文体活动或者政治事件引发的冲击负荷等等。这些随机因素的存在使得电力系统的复杂性大大增强。近年来，电力系统发生灾难性连锁故障的次数明显增多。所谓连锁故障是指系统中某一元件故障导致一系列其它元件停运，这种连锁反应迅速蔓延，最终造成大规模停电事故，其发生的主要原因是保护装置的隐性故障。连锁故障发生的概率虽然不大，但危害极大，因此，对连锁故障的研究受到了广泛关注。而针对连锁故障,一般只能使用传统仿真分析工具,时间长手段复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种考虑继电保护内在缺陷的电力系统连锁故障评估方法，本发明从负荷，电源，系统解裂多个角度衡量了系统的连锁故障损失，指标全面。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种考虑继电保护内在缺陷的电力系统连锁故障评估方法，所述方法包括如下步骤：

(1)读取数据；

(2)拟蒙特卡洛分析以及进行损失概率计算；

(3)将损失指标进行可视化输出展示。

优选的，所述步骤(1)中，所述数据包括电网基本参数，潮流初始值。

优选的，所述步骤(2)包括如下步骤：

步骤2-1、随机选取触发事件，形成准误动集，进行潮流计算；

步骤2-2、建立所述准误动集中继电保护装置的内在缺陷模型，通过潮流计算确定所述继电保护装置的误动概率；

步骤2-3、对误动概率的分析随机触发保护装制，若该触发致电网故障损失则记录此次故障树路径并跳转到步骤2-1，否则继续仿真直至算法收敛或达到设置的最大次数；

步骤2-4、整个循环过程结束后，分别计算电网故障概率。

优选的，所述步骤2-4中，所述误动概率P_line与所述继电保护装置的测量阻抗Z有关，所述继电保护装置的测量阻抗小于3倍距离保护III段的设定Z₃值时，装置误动的概率为常数Pw，当Z>Z₃时保护装置误动的概率按指数规律迅速减小，表达式为：

优选的，所述步骤2-3中，所述电网故障损失包括负荷孤立损失、电源孤立损失、电网解列损失和综合损失。

优选的，所述步骤2-4中，所述计算电网故障概率包括计算负荷孤立损失、电源孤立损失、电网解列损失和综合损失的概率，所述负荷孤立损失的概率表达式为：

式中：i为故障集中故障的序号，i＝1,…,N，N为故障数；若负荷孤立则L(i)为1，否则为0；P_LI为负荷孤立的概率；

负荷被切除后将造成相应的损失，为便于不同系统之间的比较，对负荷的功率损失进行标幺化处理，负荷孤立的后果为：

式中：P_L(i)为第i次连锁故障造成的负荷容量损失；P_S为系统容量；I_LI为负荷孤立的后果，根据损失的定义，负荷孤立的损失为

R_LI＝P_LI·I_LI

所述电源孤立损失的概率表达式为：

式中：i为故障集中故障的序号，i＝1,…,N，N为故障数；若电源孤立则B(i)为1，否则为0；P_BI为电源孤立的概率，发电机脱离系统后将造成相应的功率损失，为便于不同系统之间的比较，本发明对该功率损失进行标幺化处理，电源孤立的后果为

式中：P_G(i)为第i次连锁故障造成的发电机容量损失；P_S为系统容量；I_BI为电源孤立的后果，根据损失的定义，电源孤立的损失为

R_BI＝P_BI·I_BI

所述电网解列损失的概率表达式为：