[发明专利]一种三阶段递进的大电网电压稳定评估的故障筛选与排序方法

说明书

本发明公开了一种三阶段递进的大电网离线电压稳定评估的故障筛选与排序方法，包括以下步骤：第一阶段通过定义电压稳定重要度指标进行预筛选，形成关键预想故障集；第二阶段结合基于灵敏度的负荷裕度估算法和最小奇异值法，快速地从关键预想故障集中筛选出严重故障；第三阶段通过故障型连续潮流识别出失稳故障，对其余严重故障采用改进二次曲线拟合法计算其稳定裕度并排序。本发明可以有效提高故障筛选与排序的效率，适用于大电网离线电压稳定评估。

技术领域

本发明涉及一种用于复杂大电网电压稳定评估的故障筛选与排序方法，特别 是一种三阶段递进的大电网电压稳定评估的故障筛选与排序方法，属于电力系统 稳定控制的技术范畴。

背景技术

随着我国电力建设的快速发展，电网的结构和规模正日益壮大，这也给电网 的安全运行提出了更高的要求，电压崩溃问题依然是现代电力系统面临的主要风 险之一。电力系统稳定性分析包含了静态稳定裕度计算，故障危害性评估和提高 系统稳定性的有效措施。其中故障危害性评估的目的是从大量预想故障中筛选出 对电网安全稳定运行存在潜在威胁的严重故障并给出相应的排序。对于实际的电 力系统而言，预想事故集数目众多，但只有少数故障才能严重危害到电网安全稳 定运行。因此，希望能通过某种简单、高效的算法准确地筛选出这些少数故障以 及给出相应的排序，为后续提供有效的电压稳定预防和控制措施。

确定稳定性指标是故障筛选与排序的首要任务，主要指标有状态类指标和裕 度指标。奇异值指标属于状态类指标，基于电压崩溃点的雅克比矩阵奇异，以此 来判断系统所处的运行点与电压崩溃点的距离。裕度指标能更好地量化稳定距 离，其关键在于如何确定电压崩溃点。

文献《在线电压稳定性评估中事故筛选和排序方法的研究》(电力系统自动 化，2008年第32卷第14期第50页)采用了迭代过滤筛选技术找到最严重的前 n个事故，再利用改进广义曲线拟合法对最严重的故障进行排序。文献《静态电 压稳定分析的故障筛选和排序方法》(中国电机工程学报2008年第28卷第1期 第18页)定义了一种负荷裕度阈值，在此阈值下利用最优乘子法筛选出危险故 障，再利用连续潮流法对危险故障进行排序，并以最小切负荷代价指标来排序失 稳故障。上述文献的计算量大小取决于系统预想事故的数量和要筛选的严重故障 的数量，因此并不适用于大规模电网。灵敏度分析方法以其计算简单，概念明确， 又不增加计算量，被广泛的应用于静态电压稳定分析中。文献《Sensitivityofthe loading margin to voltage collapse with respect to arbitraryparameters》(IEEE Trans on Power Systems 2008年第28卷第1期第18页)和文献《Sensitivity oftransfer capability margin with a fast formula》(IEEE Trans onPower Systems 2002年第17 卷第1期第34页)提出了一种连续潮流电压稳定临界点的灵敏度方法，并给出 各控制变量对系统负荷裕度的灵敏度计算公式。文献《一种用于电力系统静态稳 定性分析的故障筛选与排序方法》(电网技术2005年第29卷第20期第62页) 将故障筛选与排序方法分为两阶段进行，第一阶段采用灵敏度负荷裕度评估和两 次潮流迭代电压降预估法筛选出严重故障，第二阶段采用改进的二次曲线预估方 法进行排序，同时应用故障连续潮流对失稳故障排序。但是文献五采用的简单灵 敏度法精确度不够，可能存在漏选的情况。文献六《估计支路型事故后系统电压 稳定边界的灵敏度算法》(中国电机工程学报2008年第28卷第1期第18页)提 出了一种改进的灵敏度算法估计支路型故障后系统的电压稳定边界，在很大程度 上消除了简单灵敏度法引起的估计误差，但是仅根据这种方法进行筛选可能会存 在漏选的情况。

因此，需要一种新的故障筛选与排序技术，计算量小、耗时短，且不漏选可 能发生的严重故障，能够有效地应用于大电网中，便于后续的电压稳定预防控制。

发明内容