適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法，包括以下步驟：基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素分析，確定電網(wǎng)嚴(yán)重故障仿真計(jì)算方式邊界條件；基于故障后果場(chǎng)景類型遍歷，選擇故障場(chǎng)景類型；結(jié)合重大運(yùn)行要素變化相關(guān)性分析，選擇組合排序故障元件；進(jìn)行嚴(yán)重故障強(qiáng)度的反饋調(diào)整。本發(fā)明既能全面有效評(píng)估和反映電網(wǎng)特定重大運(yùn)行要素變化相關(guān)的可能引發(fā)大停電的系統(tǒng)潛在問題，同時(shí)又可以有效縮減分析的故障樣本空間，為電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行調(diào)度提供了嚴(yán)重故障離線分析的有效實(shí)現(xiàn)途徑。
【專利說明】適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種設(shè)置方法，具體涉及一種適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼 開斷擾動(dòng)設(shè)置方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)電力系統(tǒng)承受大擾動(dòng)能力的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 分成了三級(jí)：第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是保持穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電；第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是保持穩(wěn)定運(yùn) 行，但允許損失部分負(fù)荷；第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，必須防止系統(tǒng)崩潰并 盡量減少負(fù)荷損失。與三級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的是包括單一故障、單一嚴(yán)重故障和多重嚴(yán) 重故障在內(nèi)的不同嚴(yán)重程度的三類故障。其中單一嚴(yán)重故障包括：?jiǎn)位鼐€單相永久性故障 重合不成功或無故障三相斷開不重合、任意母線故障、同桿并架雙回線異名兩相同時(shí)發(fā)生 單相接地故障重合不成功后雙回線三相同時(shí)跳開、直流輸電線路雙極故障。多重嚴(yán)重故障 包括：故障時(shí)開關(guān)拒動(dòng)、故障時(shí)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置失靈、多重故 障、失去大容量發(fā)電廠、其他偶然因素。導(dǎo)則對(duì)嚴(yán)重故障的具體故障形式做出了明確的說 明，但嚴(yán)重故障的其他一些要素：如時(shí)間要素（同時(shí)發(fā)生或相繼開斷）、因果關(guān)系要素（相 繼開斷是否存在因果聯(lián)系）等卻未作說明。在實(shí)際應(yīng)用中，由于缺乏對(duì)嚴(yán)重故障具體形式 的描述和限定，故障樣本空間往往會(huì)存在維數(shù)災(zāi)問題。
[0003] 在與工程領(lǐng)域相關(guān)的實(shí)際仿真計(jì)算中，為避免分析過于龐大的故障集，往往會(huì)根 據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和問題需求，選擇特定的嚴(yán)重故障形式進(jìn)行仿真分析，這提高了分析問題 的針對(duì)性，但卻無法保證對(duì)電網(wǎng)問題的全面覆蓋。
[0004] 近年來，世界各國(guó)電力系統(tǒng)電網(wǎng)互聯(lián)加強(qiáng)以及電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式由傳統(tǒng)的壟斷 經(jīng)營(yíng)逐步向電力市場(chǎng)轉(zhuǎn)變等變化趨勢(shì)，給電網(wǎng)發(fā)展帶來新的機(jī)遇的同時(shí)也給電網(wǎng)安全穩(wěn)定 運(yùn)行帶來了新的壓力。這些因素的交織使得世界范圍內(nèi)大停電事故頻頻發(fā)生。與此同時(shí)， 電力系統(tǒng)大停電的故障表現(xiàn)形式也發(fā)生了改變。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，單一故障對(duì)系統(tǒng)的影 響越來越小。近年所發(fā)生的大停電通常與一系列相繼開斷故障聯(lián)系在一起。表現(xiàn)為初始擾 動(dòng)后，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或狀態(tài)發(fā)生改變，引起潮流、電壓和頻率等電氣量等的長(zhǎng)期變化過程，形成 相繼開斷并最終形成大停電事故。因此，迫切需要能夠在較長(zhǎng)時(shí)間尺度范圍內(nèi)研究和分析 這種非線性超大規(guī)模電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性機(jī)理、嚴(yán)重事故特征的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定仿真技術(shù)。近年全 過程仿真程序的開發(fā)及應(yīng)用為長(zhǎng)時(shí)間尺度內(nèi)的電網(wǎng)嚴(yán)重故障分析提供了新的有力工具。它 可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)多重連鎖反應(yīng)故障后的全動(dòng)態(tài)過程模擬，研究事故本質(zhì)原因以及防止連 鎖故障引起大面積停電等反事故措施。威脅電網(wǎng)安全的故障特征的變化，不僅需要新的研 究工具，也需要與之相適應(yīng)的嚴(yán)重故障擾動(dòng)設(shè)置方法。因此，如何針對(duì)當(dāng)前可能威脅電網(wǎng)安 全，造成大停電事故的電網(wǎng)嚴(yán)重故障新變化，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際問題和現(xiàn)實(shí)需要，構(gòu)造適 用于全過程仿真的嚴(yán)重故障擾動(dòng)設(shè)置方法，對(duì)于開展電網(wǎng)全時(shí)間尺度上的相繼開斷嚴(yán)重故 障分析，防控全網(wǎng)范圍內(nèi)的大停電事故意義重大。
[0005] 由于電網(wǎng)中導(dǎo)致大停電事故發(fā)生的往往是相繼開斷型嚴(yán)重故障，而非簡(jiǎn)單的多重 故障。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)大電網(wǎng)的嚴(yán)重故障形式，尤其是其中存在因果聯(lián)系的相繼開斷 故障的故障發(fā)生、發(fā)展形式進(jìn)行了重點(diǎn)研究，從元件、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及電網(wǎng)拓?fù)?、?fù)雜理論 等角度引入了元件級(jí)聯(lián)失效模型、最優(yōu)潮流連鎖停電模型、小世界網(wǎng)絡(luò)模型以及傳統(tǒng)電網(wǎng) 連鎖故障事故鏈模型等，相關(guān)研究成果從某種程度上或某些方面揭示了故障發(fā)展并擴(kuò)大的 可能路徑和過程場(chǎng)景，有助于電網(wǎng)應(yīng)對(duì)措施的采取。但這些研究所構(gòu)筑的故障場(chǎng)景仍存在 樣本空間過大的問題，而且由于為研究連鎖故障而引入的相關(guān)模型和理論雖與電力系統(tǒng)有 一定的相似性，但有些與電網(wǎng)實(shí)際也存在明顯的差異性，同時(shí)與龐大而復(fù)雜的電力系統(tǒng)相 t匕，相關(guān)模型和理論仍過于簡(jiǎn)單。這導(dǎo)致部分研究成果對(duì)實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的指導(dǎo)意義仍有待 提1?。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故 障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法，既能全面有效評(píng)估和反映電網(wǎng)特定重大運(yùn)行要素變化相關(guān)的可 能引發(fā)大停電的系統(tǒng)潛在問題，同時(shí)又可以有效縮減分析的故障樣本空間，為電網(wǎng)實(shí)際運(yùn) 行調(diào)度提供了嚴(yán)重故障離線分析的有效實(shí)現(xiàn)途徑。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法，所述 方法包括以下步驟：
[0009] 步驟1 :基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素分析，確定電網(wǎng)嚴(yán)重故障仿真計(jì)算方式邊界 條件；
[0010] 步驟2 :基于故障后果場(chǎng)景類型遍歷，選擇故障場(chǎng)景類型；
[0011] 步驟3 :結(jié)合重大運(yùn)行要素變化相關(guān)性分析，選擇組合排序故障元件；
[0012] 步驟4 :進(jìn)行嚴(yán)重故障強(qiáng)度的反饋調(diào)整。
[0013] 所述步驟1中，定義用于嚴(yán)重故障分析的典型運(yùn)行方式為向量M，以向量0TB表示 三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素中的電網(wǎng)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)要素，以向量〇 TN表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要 素中的電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行特點(diǎn)要素，以向量〇TF表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素中的電網(wǎng)未來重大 運(yùn)行變化要素，則存在如下函數(shù)關(guān)系：
[0014] m = f (otb, otn, otf)
[0015] 其中，m，otb，otn，otf分別表示向量M，0 TB，0TdP 0TF的具體元素，即存在m e M， 〇tb E 〇TB，〇tn E 〇TN，〇tf E 〇TF ;
[0016] 基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素向量0TB，0TN和0 TF的不同取值，得到用于嚴(yán)重故障分 析的典型運(yùn)行方式m。
[0017] 所述步驟2中，以向量A表示電網(wǎng)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞故障后果場(chǎng)景，以向量B表示電網(wǎng) 電氣聯(lián)系嚴(yán)重削弱故障后果場(chǎng)景，以向量C表示電網(wǎng)有功嚴(yán)重不平衡故障后果場(chǎng)景，以向 量D表示電網(wǎng)無功嚴(yán)重不平衡故障后果場(chǎng)景，則四種后果場(chǎng)景的組合情況的組合情況共有 16種，設(shè)故障類型集合為X，則有：
[0018] X = [A, B, C, D, . . . , Ej,...]
[0019] 其中，Ei為A、B、C、D四種故障后果場(chǎng)景向量的可能組合，共12種，S卩1彡i彡12。
[0020] 所述步驟3包括以下步驟：
[0021] 步驟3-1 :對(duì)故障類型集合X中的具體元素繼續(xù)遍歷，只有當(dāng)具體元素滿足任一遍 歷條件，該具體元素才保留成為有效元素；所有有效的具體元素構(gòu)成的故障類型集定義為 重大運(yùn)行要素相關(guān)性故障類型集X [RELATED] ?
[0022] 遍歷條件包括某重大運(yùn)行變化要素是否參與故障擾動(dòng)和該重大運(yùn)行變化要素是 否處于故障后果場(chǎng)景中；
[0023] 步驟3-2 :在根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》選取某具體故障形式基礎(chǔ) 上，設(shè)定所需要研究的故障最大重?cái)?shù)N，按照能形成X[KEUTED]中具體元素的所需故障重?cái)?shù)從 少到多進(jìn)行嚴(yán)重故障的組合，即可以確定各具體嚴(yán)重故障涉及的特定元件，得到確定的嚴(yán) 重故障集X [RELATED, ELEMENT] °
[0024] 所述步驟4中，對(duì)X[KELATED, aEMENT]]中所有元素通過電力系統(tǒng)全過程動(dòng)態(tài)仿真程序 PSD-FDS進(jìn)行仿真計(jì)算，如出現(xiàn)直接導(dǎo)致功角失穩(wěn)的情況，表明所設(shè)擾動(dòng)強(qiáng)度過大，則可調(diào) 整具體嚴(yán)重故障的強(qiáng)度，將相關(guān)故障形式設(shè)為無故障開斷，得到反饋調(diào)整后的最終嚴(yán)重故 障集 -^-[RELATED, ELEMENT, FEEDBACK] °
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0026] 本發(fā)明所提的應(yīng)對(duì)電網(wǎng)重大運(yùn)行要素變化的嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置，為全面 有效的分析電網(wǎng)重大運(yùn)行要素變化帶來的系統(tǒng)潛在問題，提供了一種具有良好可操作性， 同時(shí)又可很好適應(yīng)不同實(shí)際電網(wǎng)的實(shí)際情況和實(shí)際需求的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè) 置方法。應(yīng)用該該方法即可有針對(duì)性的全面評(píng)估電網(wǎng)潛在問題，又可在很大程度上避免傳 統(tǒng)嚴(yán)重故障擾動(dòng)設(shè)置存在的維數(shù)災(zāi)及與電網(wǎng)實(shí)際結(jié)合不緊密的缺點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029] 本發(fā)明的目標(biāo)是在電網(wǎng)大停電事故仿真分析中，在計(jì)及電網(wǎng)重大運(yùn)行要素變化等 電網(wǎng)實(shí)際情況基礎(chǔ)上，全面而高效的評(píng)估電網(wǎng)可能引發(fā)大停電事故的潛在問題，為實(shí)際電 網(wǎng)運(yùn)行的大停電防控仿真分析提供一種規(guī)范化的且與電網(wǎng)實(shí)際情況和需求緊密結(jié)合的具 有可操作性的分析方法。為此需要解決現(xiàn)有嚴(yán)重故障設(shè)置遍歷方法中存在的維數(shù)災(zāi)問題、 以及所設(shè)嚴(yán)重故障不能較好反映電網(wǎng)實(shí)際情況等問題。本發(fā)明針對(duì)上述問題，從防控電網(wǎng) 大停電角度，確立了適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障擾動(dòng)設(shè)置目標(biāo)。并從該設(shè)置目標(biāo)出 發(fā)，基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素分析對(duì)電網(wǎng)嚴(yán)重故障仿真計(jì)算方式邊界條件進(jìn)行選??；針 對(duì)現(xiàn)有基于電網(wǎng)元件進(jìn)行故障遍歷的嚴(yán)重故障設(shè)置方法存在的維數(shù)災(zāi)問題，基于故障后果 場(chǎng)景類型遍歷對(duì)故障場(chǎng)景類型進(jìn)行選擇；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)重大運(yùn)行要素變化，往往容 易引發(fā)系統(tǒng)潛在問題，導(dǎo)致大停電事故風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際情況，結(jié)合重大運(yùn)行要素變化相關(guān)性分 析對(duì)組合排序故障元件進(jìn)行選??；為提高反映系統(tǒng)潛在問題的效率，進(jìn)行具體嚴(yán)重故障強(qiáng) 度的反饋調(diào)整；基于上述所提四項(xiàng)步驟，構(gòu)建了完整的應(yīng)對(duì)電網(wǎng)重大運(yùn)行要素變化的嚴(yán)重 故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置流程，形成了適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置 方法。
[0030] 電力系統(tǒng)中導(dǎo)致大停電事故的潛在問題總是存在的，故障擾動(dòng)是使其出現(xiàn)的條 件。在仿真計(jì)算中設(shè)置故障擾動(dòng)的根本目的是要找到系統(tǒng)中可能的潛在問題。仿真計(jì)算中 的N-1故障遍歷，需要解決的議題是在任何單一元件的擾動(dòng)下，系統(tǒng)都沒有問題；而在嚴(yán)重 故障分析中，特別是以防控大停電事故的仿真分析中，則力求回答在任意擾動(dòng)沖擊下，盡 可能的找到系統(tǒng)存在的潛在問題，并根據(jù)需要，尋找應(yīng)對(duì)措施，避免大停電。因此，電網(wǎng)嚴(yán) 重故障擾動(dòng)設(shè)置的總體目標(biāo)應(yīng)是反映系統(tǒng)的潛在問題。
[0031] 如圖1，本發(fā)明提供一種適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方 法，所述方法包括以下步驟：
[0032] 步驟1 :基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素分析，確定電網(wǎng)嚴(yán)重故障仿真計(jì)算方式邊界 條件；
[0033] 為提高嚴(yán)重故障分析工作對(duì)實(shí)際電網(wǎng)的指導(dǎo)意義，不僅故障擾動(dòng)形式的設(shè)置需要 有針對(duì)性，所選擇的計(jì)算方式同樣要能有針對(duì)性的反映實(shí)際電網(wǎng)的潛在問題。從時(shí)間角度 來看，該針對(duì)性取決于以下三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素的分析結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：1.對(duì)電網(wǎng)以往 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的吸收；2.對(duì)電網(wǎng)當(dāng)前特點(diǎn)的全面反映；3.對(duì)電網(wǎng)未來重大運(yùn)行變化要素反映的 針對(duì)性。
[0034] 定義用于嚴(yán)重故障分析的典型運(yùn)行方式為向量M，以向量0TB表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn) 行要素中的電網(wǎng)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)要素，以向量〇?表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素中的電網(wǎng)當(dāng)前 運(yùn)行特點(diǎn)要素，以向量〇 TF表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素中的電網(wǎng)未來重大運(yùn)行變化要素，則 存在如下函數(shù)關(guān)系：
[0035] m = f (otb, otn, otf)
[0036] 其中，m，otb，otn，otf分別表示向量M，0 TB，0TjP 0TF的具體元素，即存在m e M， 〇tb E 〇TB，〇tn E 〇TN，〇tf E 〇TF ;
[0037] 基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素向量0TB，0TN和0 TF的不同取值，得到用于嚴(yán)重故障分 析的典型運(yùn)行方式m。
[0038] 步驟2 :基于故障后果場(chǎng)景類型遍歷，選擇故障場(chǎng)景類型；
[0039] 基于大量的仿真計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)事實(shí)：無論是單一故障或嚴(yán)重故障，在其故障 結(jié)束或中間過程的任意時(shí)刻t，如在其前一時(shí)刻t-i有元件發(fā)生故障，則無論該故障有多少 種可能的形式，其對(duì)系統(tǒng)造成的后果往往類似。從故障后果場(chǎng)景的類型上看，無外乎以下幾 種：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否能保證（孤網(wǎng)運(yùn)行問題）；電網(wǎng)電氣聯(lián)系是否被削弱（可能帶來功角穩(wěn)定 問題）；電網(wǎng)運(yùn)行量（如有功、無功等）是否平衡（頻率穩(wěn)定問題、電壓穩(wěn)定問題）。如果故 障后果是相繼開斷中間過程中某一元件故障導(dǎo)致的，則該后果場(chǎng)景也是后續(xù)相繼開斷繼續(xù) 發(fā)生的系統(tǒng)條件。因此從故障后果場(chǎng)景與系統(tǒng)潛在問題的關(guān)系來看，存在如下關(guān)系：全部的 故障后果場(chǎng)景既是系統(tǒng)潛在問題發(fā)生的條件，也是相關(guān)潛在問題發(fā)生后的系統(tǒng)后果。
[0040] 因此對(duì)于嚴(yán)重故障的離線分析，可以從N-1分析中的基于故障元件的遍歷思路轉(zhuǎn) 變基于故障后果場(chǎng)景類型遍歷的思路來設(shè)置故障。具體而言，可根據(jù)如下的故障后果場(chǎng)景 要求設(shè)置故障：1.電網(wǎng)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞；2.電網(wǎng)電氣聯(lián)系嚴(yán)重削弱；3.電網(wǎng)運(yùn)行量（有功或 無功）嚴(yán)重不平衡；4,在不造成過大暫態(tài)沖擊的前提下，上述情況的組合。
[0041] 以向量A表不電網(wǎng)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞故障后果場(chǎng)景，以向量B表不電網(wǎng)電氣聯(lián)系嚴(yán)重 削弱故障后果場(chǎng)景，以向量C表示電網(wǎng)有功嚴(yán)重不平衡故障后果場(chǎng)景，以向量D表示電網(wǎng)無 功嚴(yán)重不平衡故障后果場(chǎng)景，則四種后果場(chǎng)景的組合情況的組合情況共有16種，設(shè)故障類 型集合為X，則有：
[0042] X = [A, B, C, D, . . . , Ej,...]
[0043] 其中，Ei為A、B、C、D四種故障后果場(chǎng)景向量的可能組合，共12種，S卩1彡i彡12。
[0044] 其中，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況可知：電網(wǎng)有功嚴(yán)重不平衡時(shí)，對(duì)應(yīng)的高頻、低頻場(chǎng)景 的對(duì)電網(wǎng)影響的差異主要取決于功率不平衡量，多數(shù)情況下無需窮舉，只需高頻、低頻各選 一個(gè)典型場(chǎng)景即可，即通常C集合中只有兩個(gè)元素，電網(wǎng)無功嚴(yán)重不平衡主要出現(xiàn)在受端 電網(wǎng)，因此D集合中的元素僅限于受端電網(wǎng)。
[0045] 步驟3 :前述故障后果類型集合X的具體元素?cái)?shù)目仍較大，仍需要有針對(duì)性的進(jìn)一 步篩選，并由故障場(chǎng)景類型最終確定相應(yīng)的故障元件。為此結(jié)合重大運(yùn)行要素變化相關(guān)性 分析，選擇組合排序故障元件；
[0046] 步驟3包括以下步驟：
[0047] 步驟3-1 :根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)電網(wǎng)的重大運(yùn)行要素發(fā)生大的變化時(shí)，往往容易 引起電網(wǎng)運(yùn)行特性的大幅變化，這些新變化也可能帶來更多的設(shè)備和裝置的匹配問題，這 一電網(wǎng)特點(diǎn)變化的過渡期往往大停電事故的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯升高。因此實(shí)際電網(wǎng)中更迫切需要 的是針對(duì)某重大運(yùn)行要素變化的嚴(yán)重故障擾動(dòng)選擇方法，以反映運(yùn)行要素變化給電網(wǎng)帶來 的潛在問題。
[0048] 因此可以對(duì)故障類型集合X中的具體元素繼續(xù)遍歷，只有當(dāng)具體元素滿足任一遍 歷條件，該具體元素才保留成為有效元素；所有有效的具體元素構(gòu)成的故障類型集定義為 重大運(yùn)行要素相關(guān)性故障類型集X [KEUTED];
[0049] 遍歷條件包括某重大運(yùn)行變化要素是否參與故障擾動(dòng)和該重大運(yùn)行變化要素是 否處于故障后果場(chǎng)景中；
[0050] 步驟3-2 :在根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》選取某具體故障形式基礎(chǔ) 上，設(shè)定所需要研究的故障最大重?cái)?shù)N，按照能形成X[KEUTED]中具體元素的所需故障重?cái)?shù)從 少到多進(jìn)行嚴(yán)重故障的組合，即可以確定各具體嚴(yán)重故障涉及的特定元件，得到確定的嚴(yán) 重故障集X [RELATED, ELEMENT] °
[0051] 步驟4 :進(jìn)行嚴(yán)重故障強(qiáng)度的反饋調(diào)整；
[0052] 電網(wǎng)可能導(dǎo)致大停電事故的潛在問題既可能是涉及功角穩(wěn)定問題的，也可能是非 功角穩(wěn)定問題的，如相關(guān)元件和裝置的配合問題等。在相繼開斷的全過程仿真中，如果設(shè)定 的嚴(yán)重故障擾動(dòng)沖擊過大，直接導(dǎo)致功角失穩(wěn)，則可能會(huì)掩蓋其它類型問題的曝露。為適應(yīng) 嚴(yán)重故障全過程仿真的這一特點(diǎn)，因此需要對(duì)X [RELATED,ELEMENT]] 中所有元素通過電力系統(tǒng)全過 程動(dòng)態(tài)仿真程序PSD-FDS進(jìn)行仿真計(jì)算，如出現(xiàn)直接導(dǎo)致功角失穩(wěn)的情況，表明所設(shè)擾動(dòng) 強(qiáng)度過大，則可調(diào)整具體嚴(yán)重故障的強(qiáng)度，將相關(guān)故障形式設(shè)為無故障開斷，得到反饋調(diào)整 后的取終嚴(yán)重故P早集 X[RELATED, ELEMENT, FEEDBACK]。
[0053] 仿真分析結(jié)果表明，本發(fā)明所提出的適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷 擾動(dòng)設(shè)置方法既能全面有效評(píng)估和反映電網(wǎng)特定重大運(yùn)行要素變化相關(guān)的可能引發(fā)大停 電的系統(tǒng)潛在問題，同時(shí)又可以有效縮減分析的故障樣本空間，為電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行調(diào)度提供 了嚴(yán)重故障離線分析的有效實(shí)現(xiàn)途徑。
[0054] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所 屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者 等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā) 明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法，其特征在于：所述方法 包括以下步驟： 步驟1 :基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素分析，確定電網(wǎng)嚴(yán)重故障仿真計(jì)算方式邊界條件； 步驟2 :基于故障后果場(chǎng)景類型遍歷，選擇故障場(chǎng)景類型； 步驟3 :結(jié)合重大運(yùn)行要素變化相關(guān)性分析，選擇組合排序故障元件； 步驟4 :進(jìn)行嚴(yán)重故障強(qiáng)度的反饋調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法， 其特征在于：所述步驟1中，定義用于嚴(yán)重故障分析的典型運(yùn)行方式為向量M，以向量0 TB表 示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素中的電網(wǎng)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)要素，以向量〇TN表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行 要素中的電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行特點(diǎn)要素，以向量(^表示三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素中的電網(wǎng)未來重 大運(yùn)行變化要素，則存在如下函數(shù)關(guān)系： m = f (otb，otn，otf) 其中，m，otb，otn，otf分別表示向量M，0TB，0 T1^P0TF的具體元素，即存在m e M，otb e 〇TB， 〇tn 已 〇TN，〇tf 已 〇TF ; 基于三維時(shí)間相關(guān)運(yùn)行要素向量〇TB，〇TN和〇TF的不同取值，得到用于嚴(yán)重故障分析的 典型運(yùn)行方式m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法， 其特征在于：所述步驟2中，以向量A表示電網(wǎng)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞故障后果場(chǎng)景，以向量B表示 電網(wǎng)電氣聯(lián)系嚴(yán)重削弱故障后果場(chǎng)景，以向量C表示電網(wǎng)有功嚴(yán)重不平衡故障后果場(chǎng)景， 以向量D表示電網(wǎng)無功嚴(yán)重不平衡故障后果場(chǎng)景，則四種后果場(chǎng)景的組合情況的組合情況 共有16種，設(shè)故障類型集合為X，則有： X = [A, B, C, D,. . . , Ej,...] 其中，Ei為A、B、C、D四種故障后果場(chǎng)景向量的可能組合，共12種，即1彡i彡12。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法， 其特征在于：所述步驟3包括以下步驟： 步驟3-1 :對(duì)故障類型集合X中的具體元素繼續(xù)遍歷，只有當(dāng)具體元素滿足任一遍歷條 件，該具體元素才保留成為有效元素；所有有效的具體元素構(gòu)成的故障類型集定義為重大 運(yùn)行要素相關(guān)性故障類型集X [RELATED] ? 遍歷條件包括某重大運(yùn)行變化要素是否參與故障擾動(dòng)和該重大運(yùn)行變化要素是否處 于故障后果場(chǎng)景中； 步驟3-2 :在根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》選取某具體故障形式基礎(chǔ)上，設(shè) 定所需要研究的故障最大重?cái)?shù)N，按照能形成X[KEUTED]中具體元素的所需故障重?cái)?shù)從少到多 進(jìn)行嚴(yán)重故障的組合，即可以確定各具體嚴(yán)重故障涉及的特定元件，得到確定的嚴(yán)重故障 集 X[RELATED, ELEMENT]?
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于全過程仿真的電網(wǎng)嚴(yán)重故障相繼開斷擾動(dòng)設(shè)置方法， 其特征在于：所述步驟4中，對(duì)X [RELATED, ELEMENT]] 中所有元素通過電力系統(tǒng)全過程動(dòng)態(tài)仿真程 序PSD-FDS進(jìn)行仿真計(jì)算，如出現(xiàn)直接導(dǎo)致功角失穩(wěn)的情況，表明所設(shè)擾動(dòng)強(qiáng)度過大，則可 調(diào)整具體嚴(yán)重故障的強(qiáng)度，將相關(guān)故障形式設(shè)為無故障開斷，得到反饋調(diào)整后的最終嚴(yán)重 故障集 -^-[RELATED, ELEMENT, FEEDBACK] °
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104156543SQ201410429730
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】丁劍, 馬世英, 宋云亭, 鄭超, 高建濤, 吳國(guó)旸, 秦曉輝, 李媛媛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司