[发明专利]一种关于输电网连锁故障序列的预测方法

权利要求书

1.一种关于输电网连锁故障序列的预测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

第一步、任意选取输电网络中的一条非发电机出线和变压器支路的线路作为连锁故障序列中初始的故障线路，故障级数设为1；

第二步、计算输电网络中除故障线路以外的其它各个线路的潮流值，判别输电网络中的过载线路，并统计过载线路条数；

第三步、若过载线路条数等于1，则确定此过载线路为下一级的故障线路，故障级数加1，若过载线路条数大于1，则在过载线路中确定过载程度最大的线路作为下一级的故障线路，故障级数加1，否则计算输电网络中除故障线路以外的其它各个线路的基本指标，利用D-S证据理论融合输电网络中除故障线路以外的其它各个线路的基本指标得到对应的综合预测指标值F，确定综合预测指标值F最大的线路为下一级的故障线路，故障级数加1；

所述第二步中的判别具体操作步骤为：若线路的潮流值不小于该线路的热稳态极限值，则判定此线路为过载线路；

所述第三步中的过载程度最大的线路具体为线路潮流值与热稳态极限值差值最大的线路；

所述第三步中线路的基本指标包括负载率指标α、网络效能相对变化指标β；

所述负载率指标α具体到连锁故障序列中k+1级线路i的线路负载率α_i,k+1的计算表达式为：

式中，S_i,k为k级故障序列断开后线路i的视在功率，S_i,max为线路i的热稳定极限值，k为正整数，最小值取1；

所述网络效能相对变化指标β具体到连锁故障序列中k+1级线路i的网络效能相对变化指标β_i,k+1的计算表达式为：

式中，E_k为输电网络发生N-k故障后的网络效能，E_k,i为发生N-k故障的输电网络中线路i断开后的网路效能，N为输电网络中所有线路的条数；

所述第三步中的利用D-S证据理论融合输电网络中的各个线路的基本指标具体按照以下操作步骤进行：

步骤3.1、构建识别框架U：U＝{b，u}，其中元素b表示线路i的危险程度为危险，元素u表示线路i的危险程度为不危险；

步骤3.2、以负载率指标α或网络效能相对变化指标β的指标值Deg_i中的最大值Deg_max和最小值Deg_min作为参考值，分别计算负载率指标α对应的线路i危险b、不危险u的基本概率函数值，以及网络效能相对变化指标β对应的线路i危险b、不危险u的基本概率函数值，同时计算得到线路i危险未知θ对应的基本概率函数值，具体如下式计算：

式中，P_roi(b)为负载率指标α或网络效能相对变化指标β对应的线路i危险b的基本概率函数值，P_roi(u)为负载率指标α或网络效能相对变化指标β对应的线路i不危险u的基本概率函数值，P_roi(θ)为线路i危险未知θ的基本概率函数值，ε为常数，大小为0.5；

步骤3.3、采用Dempster组合规则表达式对P_roi(b)、P_roi(u)、P_roi(θ)进行融合，得到各线路i的危险度b、不危险度u的极值基本概率函数值，同时利用计算出各线路i的危险未知θ的极值基本概率函数值，所述Dempster组合规则表达式如下式所示：

式中，A、M和N表示集合Ω中的元素，集合Ω的表达式为Ω＝{b,u,{b,u}＝θ}，m₁和m₂分别为b、u、θ中任意两个组合后对应的基本概率函数值：P_roi(b)、P_roi(u)、P_roi(θ)；

步骤3.4、采用平均分配法将危险未知θ的极值基本概率函数值m_i(θ)分配给危险度b、不危险度u的极值基本概率函数值m_i(b)、m_i(u)，得到线路i的综合基本概率函数值m(i)，即表征线路i危险度的综合预测指标值F_i，具体如下式计算：

第四步、断开已确定的所有故障线路，判定发电机运行状态，若输电网络发生解列并且发电机处于不安全运行状态，则停止预测，输出连锁故障序列，或者连锁故障序列的故障级数已达到可预测的最大序列个数5，则停止预测，输出连锁故障序列，否则，排出已确定的所有故障线路从第二步开始重复步骤直至停止预测，输出连锁故障序列。

2.根据权利要求1所述的一种关于输电网连锁故障序列的预测方法，其特征在于，所述第四步中的判定发电机运行状态具体为：计算发电机实际输出功率，若发电机的实际输出功率大于发电机的额定功率或者发电机的实际输出功率小于0，则判定发电机处于不安全运行状态，否则处于安全运行状态。