基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。     

高比例新能源与多直流场景下连锁故障防控策略研究

高比例新能源与多直流共存环境下系统扰动导致新能源与交直流深度耦合,连锁故障模式及演化过程更加复杂多变,需进一步深入研究其连锁故障风险及防控策略。首先,为充分考虑实际控制保护装置动作与系统电气量的交互影响,采用基于控制保护装置动作评估指标的时域仿真方法搜索高风险事故链。在此基础上,提出基于事故链信息的紧急控制思路,对可演化为连锁事故但自身无紧急措施的单个扰动配置紧急措施,加强和完善现有紧急控制体系对连锁事故链的阻断能力。以系统总风险代价最小为目标对预防控制和紧急控制进行协调优化,给出了协调控制优化模型与实现方案。最后,基于西北电网高比例新能源与多直流送出实际电网数据的仿真结果,验证了所提控制思路与控制方法的有效性。     

计及系统连锁故障风险的电网预防控制

电网连锁故障控制策略一般根据选定的运行条件和故障状态,采用确定性的安全校验方法进行预防控制,忽略了系统中存在的不确定因素,并且人为选定的故障方式难以完全反映系统动态特性.考虑初始故障、继电保护动作等不确定因素的影响,计及故障后元件运行状态变化对后续故障的影响,进行连锁故障的预防控制.建立了基于贝叶斯网络的连锁反应故障概率分析模型,对故障进行筛选和识别.根据系统故障发展过程中连锁故障搜索和分析情况,提出以连锁故障风险最小为目标的预防控制方法.针对IEEE30节点系统的故障演化路径求取预防控制措施,仿真结果表明控制策略能有效降低系统发生连锁反应故障的风险,预防连锁故障的发生.     

计及系统连锁故障风险的电网预防控制

电网连锁故障控制策略一般根据选定的运行条件和故障状态,采用确定性的安全校验方法进行预防控制,忽略了系统中存在的不确定因素,并且人为选定的故障方式难以完全反映系统动态特性。考虑初始故障、继电保护动作等不确定因素的影响,计及故障后元件运行状态变化对后续故障的影响,进行连锁故障的预防控制。建立了基于贝叶斯网络的连锁反应故障概率分析模型,对故障进行筛选和识别。根据系统故障发展过程中连锁故障搜索和分析情况,提出以连锁故障风险最小为目标的预防控制方法。针对IEEE30节点系统的故障演化路径求取预防控制措施,仿真结果表明控制策略能有效降低系统发生连锁反应故障的风险,预防连锁故障的发生。     

南方电网连锁故障风险分析及防御措施研究

大停电事故多是由连锁故障引起,而极端天气所致的多重故障、继电保护隐式故障和电网拓扑结构薄弱环节则是诱发电网连锁故障的主要原因。基于对南方电网历史事故的分析和总结,从多角度研究了南方电网中存在的连锁故障风险。通过完善防御连锁故障的预防性控制措施、提高复杂事故下的故障分析能力、制定防御连锁故障的紧急控制措施和建设实用化的事故处理技术支持手段,南方电网成功地处理了多次复杂事故,有效地控制了连锁故障对电网安全带来的威胁。     

用于预防控制的电力系统连锁故障事故链在线生成方法

为了预防大停电事故的发生,必须在事故前建立可用于大停电预防控制的连锁故障分析模型。因此基于安全科学的事故链分析模型,提出基于网络潮流的事故链中间环节预测指标,用以在线构建电力系统事故链,从而形成网络事故链表,在此基础上可以定量分析电网连锁故障。该事故链生成方法以系统失稳为目标,指标的计算简单方便,可用于连锁故障的在线分析,可以为电网连锁故障的风险评估和预防控制提供有力支持,IEEE39节点系统的仿真验证了该指标的有效性。     

考虑安全性和经济性的连锁故障预防控制策略

为阻止源头性故障引发连锁故障的安全问题,文章提出一种考虑安全性和经济性的连锁故障预防控制策略.首先,根据继电保护的动作特性给出一种判别连锁故障的数学形式.其次,以电网安全裕度和发电运行成本分别评价系统的安全性和经济性,以支路脆弱性评估方法选取初始故障,构建了针对不同初始故障作用下的连锁故障预防控制模型.该模型是一种双层...     

智能电网中信息网与物理电网间连锁故障的防御策略

为预防智能电网的连锁故障,改善电网运行安全性,从复杂系统视角建立连锁故障模型,以研究智能电网在其相互依存边受到目的攻击和防御时的鲁棒特性;并在此基础上运用生成函数理论和渗流理论研究了其连锁故障过程。仿真结果与理论分析相符。进一步的讨论指出,通过提高网络连接密度、减小幂律指数使其分布在2~3范围内、增大防御指数保护核心节点对之间的相互依存边等方法,可以有效增强智能电网的鲁棒性。     

基于脆性风险熵的复杂电网连锁故障脆性源辨识模型

复杂电网连锁故障是引发系统大停电的主要原因,其实质是脆性源被激发后系统脆性的传播过程。为研究复杂电网大停电的机理及防御措施,同时找出电网的薄弱环节,提出了一种基于复杂系统脆性理论的连锁故障脆性源辨识模型。模型从电力系统本身具有的脆性出发,用潮流熵来衡量电网所处的状态,通过脆性关联及熵增分别从元件和宏观上阐述连锁故障的传播机理。提出了脆性源的辨识方法,并综合元件脆性关联度的分析给出了对连锁故障影响较大的系统薄弱环节的判定流程,通过对连锁故障过程的模拟,用脆性风险熵来评估元件退出运行对电网状态的影响及造成的负荷切除,为连锁故障防御策略制定提供依据。以甘肃电网为例验证了模型的有效性和可行性。     

基于CCA分析法电网连锁故障分析

通过以往大停电事故分析不难发现,其事故本质为源故障发生后,后续局部调整失败导致的连锁故障传递使电网运行环境恶化,最终引发大停电事故。基于CCA(cause consequence analysis)分析方法,依据电网拓扑结构和控制设备基本特性对电网的连锁事故的原因以及控制失败后可能引发的后果进行了分析,对电网故障的动态传递过程给予了较为直观的揭示和说明,并利用该方法对2011年美墨大停电事故进行了实例事故分析,验证其适用性,为大停电事故分析提供借鉴。     

基于连锁故障事故链搜索的输电网风险评估研究

针对传统风险评估所使用方法的局限性并考虑到电网实际需求,提出了一种基于连锁故障事故链搜索的输电网风险评估方法。在事故链搜索模型方面,提出了一系列改进措施,计及了多种故障类型,引入了暂态稳定、电压稳定、频率稳定以及系统解列等判据并匹配了实际系统的安稳措施。在风险评估模型方面,结合电网历史数据提出故障相关性因子以增强事故链概率的合理性。此外,还基于国务院599号令的打分方法提出并设计了风险指标,并最终开发出了应用于实际电网的风险评估系统。通过对中国某省实际电网的仿真,验证了所提方法的有效性和可靠性,同时得到了一些有意义的结论。     

考虑燃煤机组健康度与负荷转移的连锁故障供防控策略

随着能源互联网的发展,大规模间歇性新能源并网为电网运行带来挑战,增加了火电的调峰压力,对燃煤机组运行要求也越来越高。设计了对燃煤机组运行状态进行衡量的机组健康度指标,并在此基础上提出了基于发电机侧的结合预防和阻断的连锁故障防控策略。首先,提出用于评估燃煤机组运行状态的机组健康度指标。基于该指标构建协调系统风险和调度成本的多目标规划模型,采用NSGA-Ⅱ算法计算多目标模型下机组健康度阈值的Pareto前沿,再通过熵权决策法对解集进行评估确定最优阈值。其次,通过比较机组健康度与最优健康度阈值,判断预防阶段或阻断阶段的燃煤机组是否符合负荷转移条件。最后,提出基于燃煤机组健康度的预防控制和阻断控制两种控制策略下的机组负荷调整方案,并以IEEE39系统作为算例进行仿真验证。结果表明,该控制策略能有效地实现电网安全可靠地调度,规避连锁故障的发生。     

基于沙堆模型的控制规则

电力系统是一个复杂系统并具有自组织临界性。文中首先进行了沙堆模型的仿真,验证了雪崩规模与频率的幂率关系,然后在沙堆模型中加入了控制措施,获得了长程时间下控制规则影响系统的结果。分别加入小棍机制、减少故障传递和主动解列3种控制规则,得到了新的幂率函数。通过比较发现新的幂率函数在双对数坐标下斜率有所增加,即加入控制规则后降低了大型事故发生的概率。因此,正确的控制规则是抑制大型停电事故的重要因素,所提出的3种控制规则能预防和缓解大型事故的发生。     

小世界电力网络故障传播过程与抑制策略

为抑制小世界电力网络中的连锁故障的规模,根据电力网络的连锁故障传播模型,分析了故障在小世界电网中的传播特性,指出连锁故障是传播范围扩散与传播强度累积共同作用的结果,故障在高聚类区域的反复感染是引发雪崩现象的关键.提出了一种新的连锁故障抑制策略,综合考虑故障时刻电力网络的整体状态与初始故障的具体特征,通过切除少量低负荷的节点,减少高聚类区域的负荷波动,抑制故障传播强度的持续累积,降低连锁故障的规模.仿真实验结果证明,该方法可以降低系统的阀值条件,防止连锁故障的扩散.     

电力系统动态仿真中的安全稳定控制系统建模

针对目前电力系统动态仿真分析难以准确反映安全稳定控制系统动作特性的问题,提出一种安全稳定控制系统通用建模方法。采用分层次、面向对象的建模思路,实现了对实际电网中的安全稳定控制系统特性的准确模拟,以及含安全稳定控制系统模型的动态仿真计算。该方法层次清晰、建模方便,克服了以往仿真软件因潮流转移导致的过负荷引起距离三段动作、反时限原理保护动作和涉网保护动作等导致系统元件的开断,特别是连锁故障引起的大面积停电等复杂故障情形,不能真实反映安全稳定控制系统动作行为的缺点,同时减轻了仿真计算的工作量。仿真结果表明,含安全稳定控制系统模型的动态仿真程序,为分析电力系统全过程动态稳定性、研究防止连锁故障引起大面积停电的措施提供了有力的仿真工具。     

电力系统连锁反应事故机理的初步研究

近年来,全世界范围内发生了多次电力系统大停电事故,给社会经济带来了巨大损失。研究表明,大停电事故多是由连锁故障引起,且连锁故障的发展有一定的共性。本文基于对以往发生的各种事故的分析和总结,从寻找系统中重要断面及关键线路的角度出发,研究了导致发生电网连锁故障灾变的机理和对系统连锁故障的预防措施,为提高系统运行可靠性提供了参考。运用EUROSTAG软件在IEEE39节点系统中进行的仿真计算验证了本文的研究结论。     

基于多智能体技术的大电网连锁跳闸预防控制

在大规模电网中,由简单故障触发的电力系统连锁故障会引起大停电的灾难性后果。为实现复杂大电网的实时安全控制,文中从预防线路连锁跳闸角度提出了一种大电网在线分布式计算的多智能体控制方法,提出了最佳切机切负荷控制策略来预防连锁故障。该方法不再把分布式计算局限于分层分区控制,而是把每个电网节点定义为一个智能体。模型中每个智能体在各自邻域内采用预测控制算法,经智能体间的协作求解最优控制措施。利用预测控制的滚动优化,在每个控制步内对系统控制变量和约束集进行筛选,以线性规划求解。每步优化控制算法中,计算数据由实际电网状态测量值得到。IEEE 118节点系统测试结果验证了该方法的快速性和有效性。