[发明专利]一种考虑时延连锁故障的电力系统韧性评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑时延连锁故障的电力系统韧性评估方法，具体为：(1)采样线路故障，设置为系统初始故障，建立考虑时间采样的连锁故障仿真模型框架；(2)根据电网线路及负荷数据，为步骤1的框架建立针对每一断线条件下的切负荷约束；(3)参考电网在实际运行中的故障后恢复模式，为步骤1的框架建立线路故障恢复时间模型，并建立考虑电机爬坡速率的电网约束；(4)采样多条事故链，整合出电网总负载率随时间变化，实现针对某一确定电网在故障冲击下的韧性评估。本发明能够以连锁故障在时间上的发展作为目的，实现针对电网系统的连锁故障典型模式评估，从而给电网连锁故障损失预防提供参考。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域。

背景技术

随着经济的高速发展，电能需求将持续增加，电网的互联程度、复杂程度也不断提高，这无疑增加了电网发生连锁故障的风险。因此，对于小概率、大影响的灾害事故的预防和止损，如何提升电力系统的安全性能和弹性，其关键就在连锁故障上，换言之，对于连锁故障的发生过程的研究、制定对应的防御策略具有重要意义。

电力系统中的连锁故障，是指由一个或多个初始故障作为扰动、进而引发系统中其他元件相继故障的一系列故障事件。连锁故障的发生，或源于电力系统内部的老化故障、保护误动、人为操作等因素，或源于电力系统之外的自然灾害、动植物接触线路等因素。实际上，统计历史上的停电故障后我们发现，虽然大规模停电事故的发生频率极低，但其危害严重、损失巨大，严重停电事故的风险仍然显著。因此，仅仅依靠给定预想故障集的安全校验，尚不足以有效降低连锁故障风险。事实上，在连锁故障的初始触发阶段之后，加剧连锁过程在系统中传播蔓延的因素主要来自系统内部。这些因素包括但不限于潮流转移产生的线路过载停电、保护误动或拒动、隐性故障和系统解列等。鉴于连锁故障在初始触发阶段和后续传播阶段表现出的不同机理，对两个阶段中的故障在分析和处理上也会有所区别。现有连锁故障仿真模型多数围绕物理状态展开，而有关韧性评估方面却并不完善，针对电网韧性提升需要确切的韧性评估曲线下才能进一步展开，而现阶段的研究并没有方法指出如何从电网连锁故障仿真到韧性曲线。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种考虑时延连锁故障的电力系统韧性评估方法。

技术方案：本发明提供了一种考虑时延连锁故障的电力系统韧性评估方法，具体包括如下步骤：

步骤1：根据传统的电力系统模型，初始化电力系统网络相关参数；

步骤2：采样线路中的故障事件，并设置为系统初始故障，设置此时t＝0；

步骤3：检测电力系统中是否有新的孤岛产生，若没有，则转步骤4，否则转步骤 6；

步骤4：计算当前时刻电力系统网络的潮流，判断当前时刻电力系统网络中是否存在潮流过载的线路，如果不存在转步骤5，如果存在则对于潮流过载的线路，计算该线路发生过载故障的概率，如果该条线路过载故障概率值为1，对该条线路进行断线处理；如果该条线路过载故障概率值为(0,1)之间，根据线路的过载故障概率值确定该条线路是否断线；

对进行断线处理的线路，则认定该线路发生过载故障，并转步骤3；如果当前时刻的电力系统网络中不存在过载故障的线路，则转步骤5；

步骤5：采样与上一次故障线路相邻的线路是否发生隐性故障，若发生隐性故障，则转步骤3，否则进入最优切负荷模型，计算最优切负荷量，进行切负荷处理，并转步骤7，所述最优切负荷模型用于在功率平衡和线路潮流不过载的约束下，求解电力系统网络的总切负荷量最小值；

步骤6：判断新的孤岛中是否存在发电机，如果不存在则将该孤岛对应的负荷量从电力系统网络中切除，并转步骤7；否则以最优切负荷模型计算最优切负荷量，进行切负荷处理，并转步骤7；

步骤7：对于断开的线路，设定恢复时间，进行线路恢复和切负荷恢复，本次连锁故障仿真结束，仿真次数加1；