考虑多时间尺度的连锁故障演化和风险评估模型

现有连锁故障演化模型忽略了连锁故障中的动态过程,未能充分考虑连锁故障中不同物理现象和对策的时间特性。在此背景下,提出一种基于多时间尺度的连锁故障演化模型。该模型根据连锁故障过程中不同物理现象和对策的时间特性,将连锁故障划分为3种时间尺度过程。同时根据不同时间尺度过程的时间范围和特点,建立相应的仿真模型,并采用3层计算结构来处理3种时间尺度过程的关系,建立连锁故障演化模型。其次,基于风险理论,对得到的连锁故障演化路径及其故障环节进行风险评估。最后以IEEE 39节点系统为例进行仿真计算,分析了连锁故障演化特点和风险变化,以及连锁故障中控制措施对连锁故障风险的影响。     

模拟电网连锁故障缓慢开断阶段的相关模型

基于灾难性气候条件下电网各元件的可靠率模型,提出了模拟连锁故障缓慢开断阶段的相关模型。通过定义连锁故障的环节及环节间的相关度来描述其发展过程中各故障元件之间的联系程度;并将环节间的关联方式划分为4种特殊的模式以确定相关度,利用得到的相关度和已有的各元件可靠率构造一个综合指标;考虑故障的累计效应并利用各级故障环节的综合指标构造一个决策指标,以确定发生下一级故障的环节。最后,以实际电网为例,验证了该模型在连锁故障缓慢开断阶段的正确性和有效性。     

基于运行可靠性模型的连锁故障模拟及薄弱环节分析

提出一种基于运行可靠性模型的连锁故障模拟及系统薄弱环节分析方法。该方法结合影响连锁故障各个阶段的关键因素不同,将触发事件与后继发展事件独立,建立发现触发事件的初始故障概率模型,并重点分析后继发展事件的传播特性;其中,根据线路运行可靠性模型,考虑在连锁故障快速发展阶段系统潮流变化对线路停运的影响,从而发现后续发展事件以及连锁故障事件间的相关性;结合运行可靠性模型,搜索系统在不同初始故障下的连锁故障事件,并形成连锁故障事件集;基于连锁故障事件集分析系统薄弱环节及事件相关性,发现系统关键元件。结合算例,通过模拟系统在不同初始故障下的连锁故障事件并分析系统薄弱环节,可以提出相应的系统改造方案,预防连锁故障发生,并可以在事件发展过程中发现后继事件,以便阻止连锁事件进一步演化发展。     

基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识

研究连锁故障发展机理以及辨识故障演化路径中的关键线路,对揭示电力系统薄弱环节、降低连锁故障风险具有重要意义。为此,文中提出一种基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识方法。首先,建立改进的基于直流潮流法的电力系统解列模拟器(DCSS)连锁故障仿真模型,配合随机化学(RC)法高效生成含详细时序信息的故障链集合;然后,以编辑距离为相似性指标实现对故障链的层次聚类,分类后的故障链集合不仅可以降低后续数据挖掘的难度,而且能够更加全面地识别出不同连锁故障演化模式中的薄弱环节;最后,以Matpower 2383节点系统为例,根据关键线路扩容后系统风险水平的下降程度评估各类算法所辨识线路的重要性。结果表明文中方法能更好降低系统连锁故障风险水平,证明了所提模型及算法的有效性。     

电网连锁故障的概率分析模型及风险评估

按照连锁故障发生、发展的物理过程,并结合各个阶段事件的概率特点,建立了一种电网连锁故障的概率分析方法,对连锁故障的各个环节进行了详细的概率描述。通过对连锁故障过程的模拟,用节点电压越限、出现孤立负荷等指标对连锁故障进行风险评估,找到系统的薄弱环节。采用根据以上理论编写的电力系统连锁故障模拟及风险评估软件,对IEEE 39节点系统进行了算例演示,进一步说明了所提概率分析模型和风险评估方法的合理性。     

基于改进渗流理论的信息物理融合电力系统连锁故障模型

基于改进渗流理论,提出了考虑物理层电网潮流分析与信息层延时的信息物理融合电力系统连锁故障模型。将连锁故障的动态发展描述为故障在信息层、物理层交替传播扩大的多阶段过程,在分析故障在物理层传播的阶段中考虑物理层电网潮流,在脆弱度指标中综合拓扑完整度、信息层延时增量及物理层实际运行指标。对信息层、物理层不同对应依靠策略及节点攻击策略的连锁故障建模仿真表明拓扑中心度对应依靠策略呈现较低的脆弱度;物理层分区设立分布式控制中心与集中式控制中心的结构相比,能提高连锁故障发展中信息层的运行实时性。同时,节点蓄意攻击相比于随机攻击能造成发展更迅速,影响范围更广的连锁故障。     

电力系统连锁故障的关联模型

分析了目前电力系统连锁故障模型的不足,并根据连锁故障的特征,提出了连锁故障的关联模型。该模型通过定义连锁故障环节和环节之间的关联度函数,来描述连锁故障过程中各故障元件之间的相关性,并通过分析关联度函数的影响因素,确定不同因素组合下,关联度函数的具体形式。电力系统连锁故障关联模型不仅能实时反映连锁故障环节之间的相关性,而且能快速预测连锁故障的发展方向,并提供故障过程中的影响因素分析,为连锁故障的预防和控制决策提供参考依据。最后,以IEEE 39节点系统和实际电网为例,验证了该模型对电力系统连锁故障分析的正确性和有效性。     

基于贝叶斯网络的连锁故障概率模型

在分析连锁故障传播机理的基础上,按照连锁故障发生、发展的物理过程,分析系统潮流转移时线路的自临界特性,结合连锁故障发展阶段的概率特点,基于贝叶斯网络方法的连锁故障概率分析,建立了一种电网连锁故障的概率分析模型.通过对连锁故障过程的模拟,用系统负荷损失指标对连锁故障进行风险评估,分析系统的薄弱环节,研究降低连锁故障风险的...     

一种交直流系统连锁故障预测方法及风险评估

随着大容量直流线路的相继投运,交直流系统连锁故障预测模型的完善日益迫切。针对目前研究缺乏交直流相互作用过程的动态特性仿真,提出一种基于多时间尺度的交直流系统连锁故障预测方法。首先将连锁故障划分为3种时间尺度过程,并根据不同的时间尺度建立相应的仿真模型。其中短时间尺度过程考虑直流换相失败、暂稳、交流线路严重过载;长时间尺度过程考虑交流线路一般过负荷和重载开断,并包含短时间尺度;极长时间尺度过程考虑负荷波动,并包含长时间尺度。其次,以IEEE₃₉节点系统为例,对使用该预测方法形成的连锁故障过程进行分析,并与其他方法形成的连锁故障过程进行对比,主要从时间尺度特性及与实际的负荷情况两方面展示了预测方法所具有的优越性。最后对事故链各阶段不同控制措施的平均故障风险和有无直流调制的预测路径风险进行分析。结果表明:不同控制措施在不同阶段存在风险差异以及将直流调制加入控制措施中可减少控制代价。     

考虑暂态过程仿真的连锁故障多时域演化模型

在分析现有连锁故障演化模型不足的基础上,提出考虑暂态过程仿真的连锁故障多时域演化模型,并对连锁故障路径进行阶段性评估。首先,建立线路过负荷保护模型、发电机电压保护模型、线路状态转移模型和负荷时序波动模型,并按照不同扰动的时域特性对模型进行时域分类;其次,针对连锁故障演化的不同时域过程,分别建立暂态过程的暂态仿真模块,暂态过程向中长期过程过渡的潮流计算模块和中长期过程的稳态仿真模块,形成了连锁故障多时域演化模型;最后,以故障环节为评估对象,对连锁故障进行阶段性评估。用IEEE 39节点系统进行仿真计算,分析表明所建模型能够更加合理地模拟连锁故障演化过程,提高连锁故障演化模型的精确性,并揭示连锁故障的阶段性特征。