[发明专利]高比例风电并网的连锁故障风险评估方法及系统

说明书

本发明公开了高比例风电并网的连锁故障风险评估方法及系统，包括：根据风电预测误差历史数据建立风电预测误差模型，得到风电出力分布；选取初始故障集；初始故障集的某一故障发生，开始事故链搜索：判断电力系统是否解列，若解列，进行孤岛平衡并停止当前事故链搜索；若电力系统未解列，则进行随机潮流计算，若潮流计算结果不收敛概率大于设定值，进行切负荷控制，根据以上生成的事故链集合，计算电力系统失负荷损失风险指标和线路重要度指标。本发明提供的技术方案在事故链演化过程中充分考虑风电不确定带来的影响，对系统的风险评估更为全面，适用于高比例风电并网的背景。

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，特别是涉及一种高比例风电并网的连锁故障风险评估方法及系统。

背景技术

电力系统连锁故障是由初始扰动导致其他相关元件相继发生故障，并持续发展的过程，是近年来世界范围内多起大停电事故的主要诱因。虽然风电预测方法在不断改进，但是仍然存在20％～30％的预测误差。在高比例可再生能源并网的背景下，高风电渗透率使这种不确定性对系统电源侧的影响更为显著，增加了系统风险。因此深入研究风电并网的系统连锁故障风险对于提高含大规模风电系统预防控制能力，维护系统安全稳定具有重要意义。

目前关于连锁故障理论和模型的研究方法国内外大体分为三类：以OPA模型、马尔科夫链模型为代表的从电力系统分析的角度进行研究的复杂系统理论；以小世界理论、无标度网络理论为代表的基于网络拓扑结构分析的复杂网络理论；以事故链为代表的模式搜索法。

上述研究方法存在的问题是：复杂系统理论描述了连锁故障的物理过程，揭示了电网的自组织临界特征；复杂网络理论常用于分析系统脆弱性，但是无法完全反映电网的实际动态特性；事故链模型结合实际物理过程，对连锁故障进行模拟，既能对连锁故障进行定量分析，又能有效控制计算量。

当前关于风电并网的连锁故障模型生成连锁故障路径时均将风电实际出力当作确定量处理，但在大规模风电并网背景下，风电不确定性对系统稳定性影响的程度随渗透率的提高而增大，风电预测误差的影响无法忽略，在这种风电处理方式下进行连锁故障评估不能全面反映系统风险。

发明内容

本发明的目的是在高比例风电并网背景下，提供高比例风电并网的连锁故障风险评估方法，对电力系统的风险评估更为全面。

高比例风电并网的连锁故障风险评估方法，包括：

根据风电预测误差历史数据建立风电预测误差模型，得到风电出力分布；

综合线路故障率、负载率、支路传输功率在系统负载中所占比重、线路停运导致的系统功率波动率选取初始故障集，表现为线路停运序列；

初始故障集的某一故障发生，开始搜索：判断电力系统是否解列，若解列，进行孤岛平衡并停止当前事故链搜索，若电力系统未解列，则根据风电出力分布进行随机潮流计算，若潮流计算结果不收敛概率大于设定值，进行切负荷控制，停止当前事故链搜索，搜索完所有初始故障并生成事故链集合；

根据以上生成的事故链集合，计算所对应的每个事故链的电力系统失负荷损失风险指标和线路重要度指标，所述指标用于评估电力系统连锁故障风险。

进一步优选的技术方案，建立风电预测误差模型时所基于的风电预测误差历史数据，在进行数据处理时，首先对历史数据分时段，再用非参数的核密度估计法分段拟合各风电场的预测误差概率分布，风电预测误差分布加上风电点预测值得到风电出力分布。

进一步优选的技术方案，对于线路故障率，采用历史统计的平均故障率，与线路长度、电压等级相关；

负载率，为某一线路的视在功率模值与该线路的最大视在功率模值的比值；

支路传输功率在系统负载中所占比重，为某一线路的视在功率模值与电力系统总负荷的比值；

线路停运导致的系统功率波动率，