一種電力系統(tǒng)暫態(tài)嚴(yán)重故障篩選的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)暫態(tài)分析領(lǐng)域，具體涉及一種電力系統(tǒng)暫態(tài)嚴(yán)重故障篩選的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)分析中，特別是安全分析中，故障掃描是很重要的一個環(huán)節(jié)，然而對預(yù)選出來的故障集中全部故障都進(jìn)行安全穩(wěn)定分析，對于實際大規(guī)模電網(wǎng)而言顯然是不現(xiàn)實的?？尚械囊环N方法就是對故障進(jìn)行預(yù)掃描后，再對故障進(jìn)行排序篩選，將其中比較嚴(yán)重或者可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)失穩(wěn)的故障進(jìn)行分析，將大量不嚴(yán)重的故障過濾出去。在電力系統(tǒng)中，隨著無法預(yù)知事故的發(fā)生，電力系統(tǒng)能否經(jīng)受住事故后發(fā)生的暫態(tài)過程，再過渡到新的且穩(wěn)定的狀態(tài)；這就是電力系統(tǒng)安全分析的主要內(nèi)容。用電力系統(tǒng)暫態(tài)安全分析方法判斷一個系統(tǒng)能否經(jīng)受住事故后的過渡過程，是動態(tài)安全分析的范疇。
[0003]預(yù)想故障分析是電力系統(tǒng)安全分析中分析運行中的電力系統(tǒng)在出現(xiàn)事故時是否能夠繼續(xù)保持正常狀態(tài)運行的方法。其中事故是根據(jù)運行人員的經(jīng)驗假定的事故。這些事故的結(jié)果，或者使一條或幾條電力線路斷開，或使變壓器、發(fā)電機、負(fù)荷斷開，或者發(fā)生以上情況的組合。確定出現(xiàn)事故時系統(tǒng)是否安全就是通過計算機計算在發(fā)生以上各種假定的事故時，是否有線路過負(fù)荷或超過允許傳輸極限，是否有節(jié)點過電壓，系統(tǒng)是否會失去穩(wěn)定等。如果不出現(xiàn)上述情況，系統(tǒng)的當(dāng)前運行狀態(tài)就是安全的，否則就是不安全的。
[0004]預(yù)想故障分析是指針對預(yù)先設(shè)定的電力系統(tǒng)元件的故障及組合，確定它們對電力系統(tǒng)安全運行的影響。在定義預(yù)想故障集時，采用物理分類方式；在分析過程中，對故障危害程度分類。早期只進(jìn)行N-1式故障選擇和分析，比如為了解決現(xiàn)有技術(shù)在N-1故障掃描計算時間過長的問題，出現(xiàn)了結(jié)合大型電力系統(tǒng)N-1故障描的計算特點，通過采用模型復(fù)用和修正計算等，提供一種用于大型電力系統(tǒng)N-1故障進(jìn)行快速掃描的程序?qū)崿F(xiàn)方法，大幅提高計算速度，詳見中國發(fā)明專利(申請?zhí)?01010571859.X)。但隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的增強和規(guī)模的擴大，調(diào)度人員更重視多重故障分析。但若進(jìn)行N-2或N-3掃描方式，在技術(shù)上是有難度的。故采用預(yù)想故障集合方式代替N-1掃描方式。
[0005]現(xiàn)有的預(yù)想故障分析方法，主要采用直接法方式進(jìn)行暫態(tài)故障分析，未曾考慮后慣性暫態(tài)階段的穩(wěn)定性；而且實際中，目前應(yīng)用到實際電網(wǎng)中的多重故障設(shè)置的并未考慮，而只是單純考慮了使用故障集合方式來解決，并未實質(zhì)上的解決自動篩選和設(shè)置多重故障，還只是單一故障進(jìn)行設(shè)置與分析；已經(jīng)不滿足當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展的要求，而且多重故障分析也越來越受重視。所以暫態(tài)故障分析應(yīng)更多的應(yīng)用主要提高故障篩選可靠性、準(zhǔn)確性，同時還能兼顧到自己多重故障組合方式等方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電力系統(tǒng)暫態(tài)嚴(yán)重故障篩選的方法。該方法不僅考慮了慣性暫態(tài)階段時的穩(wěn)定性，而且還可考慮了后慣性階段時的穩(wěn)定性；即將0~5秒慣性暫態(tài)階段和5~20秒后慣性暫態(tài)階段兩個因素綜合進(jìn)行考慮。在故障掃描算法和實現(xiàn)中從故障后平衡處、逸出點處、最小梯度處和相關(guān)不穩(wěn)定平衡處考慮；從而保證充分考慮到故障軌跡過程中不同重要節(jié)點的內(nèi)容判定標(biāo)準(zhǔn)。合理地減少不必要的分析計算量，即忽略了對電網(wǎng)影響不大的故障，同時又兼顧了嚴(yán)重故障，僅對最嚴(yán)重、嚴(yán)重以及最有可能發(fā)生的故障做詳細(xì)的分析。
[0007]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種電力系統(tǒng)暫態(tài)嚴(yán)重故障篩選的方法，包括以下步驟:
步驟S1:潮流數(shù)據(jù)和穩(wěn)定計算數(shù)據(jù)；
步驟S2:讀入解析所述步驟SI中的數(shù)據(jù)，用以生成電網(wǎng)模型；
步驟S3:根據(jù)步驟S2中生成的電網(wǎng)模型進(jìn)行基態(tài)潮流分析，并保證潮流分析計算收斂；
步驟S4:形成初始預(yù)定義故障；
步驟S5:在故障后的平衡點處進(jìn)行判斷與篩選；
步驟S6:對所述步驟S5中判斷與篩選得到的故障進(jìn)行慣性暫態(tài)判斷與篩選；
步驟S7:對所述步驟S6進(jìn)行判斷與篩選剩下的故障進(jìn)行后慣性暫態(tài)判斷與篩選； 步驟S8:對所述步驟S6與步驟S7得到的故障進(jìn)行逸出點判斷與篩選；
步驟S9:對所述步驟S8中判斷與篩選得到的故障最小梯度點慣性暫態(tài)判斷與篩選； 步驟SlO:對所述步驟S9中判斷與篩選得到的故障最小梯度點后慣性暫態(tài)判斷與篩選;
步驟Sll:對所述步驟S9與步驟SlO得到的故障進(jìn)行最小梯度點判斷與篩選；
步驟S12:對步驟Sll中篩選出的故障進(jìn)行不穩(wěn)定平衡點下故障判斷與篩選；
步驟S13:將步驟S12中篩選得到的故障作為嚴(yán)重故障，得到相關(guān)嚴(yán)重故障列表。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟S2具體為:采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將潮流數(shù)據(jù)的BPA DAT文件與穩(wěn)定數(shù)據(jù)的BPA SWI文件進(jìn)行解析，入庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫；建立電網(wǎng)模型，在所建立的模型上可進(jìn)行電氣分析，其中電氣分析包括潮流分析與暫態(tài)分析。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟S4具體為:在所述步驟S3的潮流分析計算收斂的情況下，根據(jù)自定義故障條件，生成初始預(yù)故障；其中自定義故障條件包含多重故障定義。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟S5具體為:結(jié)合暫態(tài)分析中的能量函數(shù)直接法，然后從故障清除點計算出出現(xiàn)故障后的平衡點，再采用牛頓法計算平衡點處的故障，若可得到該平衡點處的故障，則保留該故障；否則過濾掉該故障。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟S6和步驟S7均用以進(jìn)行處于逸出點處慣性判斷，其中所述步驟S6進(jìn)行慣性暫態(tài)判斷以及故障篩選的具體方法為:對所述步驟S5中保留下的故障，采用能量裕度進(jìn)行篩選作為故障判斷基準(zhǔn)，篩選出嚴(yán)重故障；將篩選后剩余的不嚴(yán)重的故障進(jìn)入步驟S7進(jìn)行后慣性暫態(tài)判斷與故障篩選；所述步驟S7判斷篩選后剩余的不嚴(yán)重的故障是否穩(wěn)定，將不符合嚴(yán)重故障條件的故障進(jìn)行排除，將符合嚴(yán)重故障條件的故障和所述步驟S6中判斷為嚴(yán)重故障的故障一起進(jìn)入步驟S8中。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟S8逸出點判斷與篩選過程具體為:通過逸出點計算得到所述逸出點處的最小梯度點，判斷出存在問題的最小梯度點，將該逸出點出的故障判斷為嚴(yán)重故障；將所有步驟S6與步驟S7中的故障進(jìn)行判斷，將符合嚴(yán)重故障的故障篩選作為嚴(yán)重故障集進(jìn)入步驟S9中。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟S9在最小梯度點處下進(jìn)行慣性暫態(tài)判斷以及篩選，采用能量裕度進(jìn)行篩選作為故障判斷基準(zhǔn)，篩選出所述步驟S8中的嚴(yán)重故障；將篩選后剩余的不嚴(yán)重的故障進(jìn)入步驟SlO進(jìn)行最小梯度點處下的后慣性暫態(tài)判斷與故障篩選；所述步驟SlO判斷篩選后剩余的不嚴(yán)重的故障是否穩(wěn)定，將不符合嚴(yán)重故障條件的故障進(jìn)行排除，將符合嚴(yán)重故障條件的故障和所述步驟S9中判斷為嚴(yán)重故障的故障一起進(jìn)入步驟Sll中。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟Sll進(jìn)行最小梯度點判斷與篩選的具體方法為:通過最小梯度點計算出不穩(wěn)定平衡點，將出現(xiàn)數(shù)值收斂性問題的故障判斷為嚴(yán)重故障篩選出來。
[0015]進(jìn)一步地，所述步驟S12具體為:將所述步驟11中篩選出的故障利用能量裕度法判斷不穩(wěn)定平衡點處故障的穩(wěn)定性，用以篩選出嚴(yán)重故障，將嚴(yán)重故障和不嚴(yán)重故障進(jìn)行徹底分離。
[0016]綜上所述，本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多重故障分析應(yīng)用，還可以準(zhǔn)確而又快速篩選出可靠的嚴(yán)重故障；在考慮因素方面，在已有技術(shù)方法基礎(chǔ)上實現(xiàn)了拓展，進(jìn)一步完善了故障篩選的指標(biāo)范圍。首先，采用電網(wǎng)模型生成技術(shù):利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通過