[发明专利]考虑经济效益的连锁故障风险评估与预防控制方法

权利要求书

1.一种考虑经济效益的连锁故障风险评估，其特征在于：连锁故障风险评估模型包括如下步骤：

S1：基于实时运行条件的线路停运概率模型；

S1.1：基于线路自身故障因素的线路停运概率如下：

式中：λ_om为线路m的单位长度老化故障率，Len_m为线路m的长度，Line为系统中线路的集合；

S1.2：基于潮流转移的线路停运概率：

线路n开断后，潮流转移引起的线路m的停运概率表示为：

其中，η_n为线路n的负载率；

式中：F_n为线路n开断前的潮流值，F_max,n为线路n的潮流极限值；

其中，A_mn表示线路n切除后线路m的潮流变化量与线路m原有潮流的比值；

式中：F_m为线路n开断前线路m的潮流值，F′_m为线路n开断后线路m的潮流值；

其中，线路负载率指标H_mn表示线路n切除后线路m负载率；

其中，线路耦合指标B_mn表示线路n切除后线路m的潮流变化量与线路n原有潮流的比值；

S1.3：基于隐性故障的线路停运概率；

隐性故障引起的线路m的停运概率可表示为：

p_bm＝p_{mis_b}+p_{mis_d}

式中：p_{mis_b}为保护误动概率，p_{mis_d}为断路器误动概率；

保护误动的概率可表示为：

式中：p_Z为保护最大误动概率；Z_set为整定阻抗，Z_k为测量阻抗；Z_set≤Z_k≤3Z_set；

S1.4：基于天气因素的线路停运概率；

将天气变化处理为正常和恶劣这2种天气情况的随机过程，由于长距离输电线路可能跨越多个气候区域，同一条线路在同一时刻可能处于不同的天气状况，则在两状态天气模型下，线路在第i个气候区域内单位长度的偶然失效故障率λ_ti可表示为：

式中：ε为线路在恶劣天气下的故障比例，N1为正常天气持续时间比例，N2为恶劣天气持续时间比例，为线路单位长度故障率的统计平均值，zi表示线路所处的气候区域i的天气状况，其中zi＝0表示正常天气，zi＝1表示恶劣天气；

线路总的偶然失效故障率λt为：

式中：I为线路经过的气候区域数，li为线路在第i个气候区域的长度；

对于两状态天气模型，线路单独停运概率为：

p_cm＝1-e^-λtt

S2：连锁故障概率计算

假设电网具有u个连锁故障路径，则连锁故障路径集合和连锁故障路径可表示为：

L＝{L₁,L₂,…,L_u}

L_i＝{T_i1,T_i2,…,T_iv}

式中：Tij为第i条连锁故障路径的第j个故障环节，j＝1,2,...,v；

以连锁故障路径L1为例，该故障路径的发生概率为：

p_L1＝p₁p₂p₃...p_v

式中：p1为初始故障概率，pj(j1)为前一个故障发生后当前故障的概率；

S2.1初始故障概率

初始故障概率主要考虑线路自身故障因素的影响，因此初始故障概率为线路自身故障因素引起的线路停运概率，则线路m的初始故障概率为：

p_1m＝p_wm

S2.2后续故障概率

当线路m严重过载时，即线路m的潮流超过其极限值，第j-1次故障后线路m的停运概率为过负荷保护不拒动且断路器不拒动的概率，即有：

p_jm＝(1-p_{inact_b})(1-p_{inact_d})

式中：p_{inact_b}为保护拒动概率，p_{inact_d}为断路器拒动概率；

当无线路严重过载时，第j-1次故障后线路m的停运概率主要考虑潮流转移、隐性故障和天气因素的影响，即有：

p_jm＝p_am+p_bm+p_cm

S3：连锁故障后果计算

从负荷产生的经济损失的角度计算连锁故障L1引起的后果S_L1；连锁故障L1的后果为：

S_L1＝MLoss_L1

式中：M为停电负荷的单位成本，Loss_L1为连锁故障L1发生后系统的失负荷量；

S4：连锁故障的停电风险

将连锁故障概率与连锁故障后果的乘积作为连锁故障风险，可得到连锁故障L1的停电风险：

R_L1＝p_L1S_L1。