[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

说明书

本发明涉及一种考虑经济效益的连锁故障风险评估与预防控制方法，连锁故障风险评估通过建立基于实时运行条件的线路停运概率模型，并通过连锁故障概率计算、连锁故障后果计算，最终得到连锁故障的停电风险；为了保证预防控制的经济性和计算的快速性，利用预防控制模型得到经济性的控制策略流程。本发明通过对连锁故障的评估，提出故障阻断对策，预防连锁故障；在考虑经济效益的基础上提出更加适用的稳定控制原理。

技术领域

本发明涉及一种考虑经济效益的连锁故障风险评估与预防控制方法。属于电力技术领域。

背景技术

随着电力需求的不断增加，电网迅速发展。至20世纪末，世界电网的发展已经进入大规模互联电网阶段，形成了具有跨区或跨国电力传输能力的大型同步电网。大规模互联电网虽然解决了电力资源的优化配置问题，但同时也加大了发生电力系统连锁故障的风险。在世界范围内，也曾因为连锁故障导致了多起大面积停电事故。如：2003年8月14日发生的美加大停电，由于在高温天气下线路跳闸，引发线路过负荷连锁跳闸，最终系统崩溃引发大停电；2011年9月8日美国西南太平洋电网崩溃，由于高温重负荷条件下一条500 kV线路故障，负荷转移造成变压器过负荷跳闸相继退出运行，引起连锁反应最终引发大停电；2012年7月30日与7月31日，印度电网发生两起大停电事故，均是由于北部和西部电网400kV联络线线路跳闸，系统负荷转移触发连锁反应，最终导致电网崩溃；2005年9月我国海南发生大面积停电，2008年1至2月中国南方由于冰灾发生大面积、长时间停电事故，2006年7月1日华北华中联网系统河南电网内多条500和220kV线路跳闸导致华中电网发生大范围功率振荡等。

连锁故障虽然发生频率较低，然而一旦发生，造成的社会、经济影响将是重大的，对于连锁故障及其预防控制的研究极为必要。通过对历史停电事故的分析得知，对于连锁故障的评估，关键在于如何实时发现电力系统潜在的故障元件，并分析各元件故障间的相关性，找到可能的故障发展路径，在此基础上及时提出故障阻断对策，预防连锁故障。

“三道防线”是我国老一辈电力工作者对电力技术的重大贡献，是电力系统防御控制的基础，包括继电保护与预防控制、紧急控制和校正控制。伴随电网的发展，稳定控制的研究从未间断过，到目前为止已经有相当多的研究成果。基于预想事故集的暂态稳定预警与预防控制系统已经建立，通过调节系统控制变量，合理安排运行方式来提高系统的暂态稳定水平。此外，针对复杂的故障，有文献提出了基于轨迹灵敏度的暂态稳定预防控制方法，将预防控制问题转化为以发电机有功输出为控制量的非线性规划问题。同时，紧急控制的研究也从传统的基于策略表离线计算的远切、联切，逐步发展为充分利用计算机并行处理和扩展等面积准则的OPS-1在线预决策，这一“在线预决策，实时匹配”的思想使得紧急控制的水平向前迈进了一大步。目前，许多研究者逐步开始在广域策略信息基础上探索暂态稳定和功角轨迹预测的实时预测、实时控制方法。根据预防控制和紧急控制的互补性，也有文献提出了预防控制与紧急控制协调的执行方案。也有文献提出了紧急控制和校正控制的协调问题，并强调基于风险概念来协调这两种在物理和经济特性上都互补的控制方式。有文献对各道防线的协调进行了总结，并分析了协调防御中需要考虑的问题。

尽管随着现代电网复杂性的提高，国内外学者虽然越来越重视连锁故障的研究，但是针对连锁故障的控制研究却并不多。有文献从大停电的三道防线角度分别阐述了中国电网和俄罗斯电网在预防大停电事故中的电网结构特点，并给出一些工程上的预防建议措施。在广域保护和控制基础上，有文献综述了当前电网关于线路过负荷的主要措施，并在最后指出具有自愈能力的智能电网将对连锁事件起到缓解的作用，优化分析工具、自适应孤岛解列措施以及继电保护隐性故障辨识都将对智能电网这一功能的发挥起到重要作用。这些研究基于传统的控制原理和方法进行了大停电预防的探索，并没有考虑经济效益的基础上提出更加适用的稳定控制原理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种考虑经济效益的连锁故障风险评估与预防控制方法。

本发明的目的是这样实现的：