[发明专利]基于两层规划的电力系统N-K故障分析方法

摘要

本发明基于两层规划的电力系统N‑K故障分析方法涉及电力系统的故障分析。括如下步骤：上层问题；建立直流潮流条件下的数学模型，确定上层问题目标函数；在故障重数给定的条件下，获得能够引起电网切负荷量最大的故障组合；下层问题；针对步骤1）上层问题决策的故障组合，模拟电网事故后的运行情况，在满足电网各类运行约束的条件下，通过调整发电机组输出功率最小化电网切负荷量确定；当上层问题目标函数值等于各故障组合所引起电网最小切负荷量中的最大值时，即得出引起电网切负荷最大的故障组合。完备考虑了电网运行约束，计及了电网事故后再校正过程，符合电网运行实际。

主权项

1.基于两层规划的电力系统N‑K故障分析方法，其特征在于，包括如下步骤：1）上层问题；建立直流潮流条件下的数学模型，确定上层问题目标函数；           （1）式（1）中，为线路l运行状态，0表示故障停运，l表示正常运行；D为负荷节点集合；为负荷节点d对应的切负荷量；              （2）式（2）中，L为线路集合；K为所分析的故障重数；在故障重数K给定条件下，获得能够引起电网切负荷量最大的故障组合；2）下层问题；针对步骤1）上层问题决策的故障组合，模拟电网事故后的运行情况，在满足电网各类运行约束的条件下，通过调整发电机组输出功率最小化电网切负荷量；当上层问题目标函数值等于各故障组合所引起电网最小切负荷量中的最大值时，即得出引起电网切负荷最大的故障组合；步骤2）中下层问题的目标函数；   （3）式（3）中，为线路l流过的有功功率；为发电机组g在事故后的有功功率再调整量；为节点n对应的电压相角；步骤2）所述的约束条件主要包括，2‑1）线路传输容量约束    （4）    （5）      （6）式（4）~式（6）中，为线路l电抗值；为节点支路关联矩阵中n行l列的元素值；M为大于10万的常数；为线路l输电容量；当线路l正常运行时，，由式（4）、式（5）可知，线路l上的有功功率应满足，   （7）由式（6）可知，此时，有，       （8）式（7）、式（8）构成传统的线路传输容量约束；而当线路l故障停运时，；由于M为大于10万的常数，显然式（4）、式（5）为松弛约束；而由式（6）可知，此时线路l流过的有功功率为0，与线路故障停运的状态相符；式（4）~式（6）能够同时表示线路正常运行和故障停运的功率约束；2‑2）节点功率平衡约束；对于节点n，应满足注入功率与流出功率相等，即，  （9）式（9）中，、、分别表示发电机组g、线路l、负荷d与节点n相连；线路l功率以流出为正，流入为负，在式中通过的正负表示线路l功率的方向；为初始状态下发电机组g对应的输出功率，在模型中为给定常数；为发电机组g在事故后的有功功率再调整量；为负荷d的对应的负荷功率；2‑3）发电机组最大调整量约束；发电机组g在事故后的再调整量应满足如下约束，    （10）式（10）中，为发电机组g最大调节速率; 为发电机组g最小调节速率；为允许的调整时间，为5—10min；2‑4）机组输出功率范围约束；    （11）式（11）中，、分别为机组g最大、最小允许输出功率。