考虑故障不确定性和保护动作性能的电网连锁故障模式搜索

电网连锁故障可能导致大规模停电事故并造成严重后果。由于电网的故障模式较多,故障参数(包括各种连续参数和离散变量)形式各异,且搜索连锁故障需要模拟保护动作性能和紧急控制措施,因此连锁故障模式的搜索和后果分析十分困难。文章综合确定性和概率分析方法的优点,提出了利用混合方法搜索连锁故障模式,由人工指定系统的原发性短路故障,随机抽样确定故障参数和保护动作的特性,考虑多种紧急控制措施和由于故障线路切除后潮流转移造成的过负荷保护动作,交替执行稳定和潮流计算,自动快速筛选出后果严重且较易发生的连锁故障模式。对IEEE-RTS系统的计算结果显示了本文方法具有良好的在线应用前景。

大规模新能源接入电网连锁故障预防控制策略研究

本文着眼于大规模新能源接入的电网连锁故障预防控制策略研究,在深入分析大规模新能源接入对电网连锁故障影响机理的基础上,提出了适应含大规模新能源的电网连锁故障预防控制策略。该控制策略采用直流灵敏度法甄选出高危线路,并计算出发电功率转移分布系数矩阵,继而采用反向等量配对法,根据发电功率转移分布系数调整发电机组的出力,使得高危线路的负载率得到有效下降,同时保证其他线路负载率维持在重载阈值以下,改善潮流分布,起到预防连锁故障发生的作用。最后通过甘肃酒泉地区电网的仿真分析,进一步揭示了大规模新能源接入对电网连锁故障的影响机理;验证了本文提出的连锁故障控制策略的有效性。

保护装置故障下的电网连锁效应量化评估

因为电网拓扑和负荷分配始终不可能达到完全重合的程度,这就会导致系统的局部可能出现负荷集中的情况,这种负荷集中的情况可能造成电网中的某些关键系统发生故障。而这些故障可能造成一系列的连锁反应。通过合适的专家系统布置,可以对这些连锁反应的发生风险进行控制性的仿真,从而决定合适的倒闸方案。本文从连锁故障的机理分析入手,讨论了仿真的算法和系统的实现。

计及冲击风险及分布熵的电网连锁故障预测

电网连锁故障预测有利于预防大停电事故的发生。为了弥补现有电网连锁故障预测中未计及线路故障退出运行后系统均匀性的不足,提出了计及电网故障过程中的冲击风险及故障后电网均匀状态的电网连锁故障预测方法。考虑节点关联度,引入电压波动熵的概念,用以准确描述关键线路退出后电网的电压波动情况;运用熵理论,对断线后电网电压分布和有功分布进行分析,克服了以往连锁故障预测未计及电网均匀性的缺陷。采用离差最大化灰色关联,综合考虑线路自身重要性、冲击风险指标以及分布熵指标。通过RTS-79系统仿真,得出了风险值较高的连锁故障链,结果证明该模型实际有效。

基于电气介数的电网连锁故障传播机制与积极防御

随着系统规模的日益扩大,人们对电力系统可靠性提出了越来越高的要求。近年来频发的事故表明,单一元件故障可能会沿电网急速传播而引发一系列连锁反应,并最终导致大停电的发生。在这一过程中,电网本身的拓扑特性往往起着关键性作用。因此,研究电网拓扑结构对连锁故障产生和传播的影响具有重要的理论和现实意义。针对经典可靠性方法的不足,现代复杂系统理论得到了重视,其中较受关注的是“自组织临界”模型和“小世界”模型。统计表明国内外大规模电网大都具有明显的小世界特性,因此特别有利于连锁故障的传播。

计及风电场并网条件影响的电网连锁故障模式

风力发电已经成为全球范围内技术成熟、经济可行、应用广泛的可再生能源之一,但在我国风电场都处于区域电网的末端,其电网结构和安全稳定性相对薄弱。风电场事故很可能带来很大的风电穿透功率,它甚至会改变所在区域电网的潮流分布,威胁整个电网的静、暂态稳定性。针对含风电场的电网进行研究,根据风电场对电网的运行状态脆弱性的影响,提出风电场并网条件下电网连锁故障的预测方法;研究风电场不同并网容量、并网方式以及风电场故障对电网连锁故障的影响,通过对IEEE-57母线系统进行仿真分析,验证其电网连锁故障预测方法的合理性、可行性和有效性。

基于电气介数的电网连锁故障传播机制与积极防御

随着电力产业的功能价值越发明显,在当今经济生活与社会生活中发挥着越来越重要的作用。然而电力资源在为人类带来便捷服务的同时,也存在着很大的风险,以至于随时危害人类的健康甚至生命。其中电网作为技术部门重要的工作载体,对其自身的连锁故障的防御就显得至关重要。该文着重以电气介数的电网连锁故障传播机制与积极防御为重点研究对象,提出使用电气介数分析电网连锁故障传播机制的方法,研究不同电气介数节点失效对系统连通性和输电能力的影响。同时提出基于生成介数的连锁故障积极防御方法。

基于电网状态和结构的连锁故障预测

电网连锁故障可能导致大规模停电并造成严重后果,在故障初期对后续故障进行预测有助于对大停电事故的预防。在分析了典型连锁故障的发展过程的基础上,建立了完整的支路静态能量函数的模型,构建了映射潮流变化的能量指标。结合反映电网结构脆弱性的电气介数,计及前后故障之间的累积效应,提出了反映电网故障后状态变化和结构变化的综合性裕度指标预测连锁故障。仿真结果能够搜索出较严重的连锁故障模式集,验证了该方法的合理性、有效性。

电网电压连锁故障下双馈式风力发电机鲁棒增强控制策略

针对双馈式风力发电机的传统控制策略存在鲁棒性能较差,过渡过程持续时间较长,母线电压过调制等问题,提出一种改进的电压连锁故障穿越控制方案。通过对转子侧变流器采用鲁棒控制策略,网侧变流器采用改进无功电流控制策略,可同时改善双馈式风力发电机的低电压穿越(LVRT)和高电压穿越(HVRT)能力。同时以双馈式风力发电机的定子动态磁链为分析基础,推导其在电压骤降和骤升故障期间的过渡过程特性。仿真表明:所提出的双馈式风力发电机的鲁棒增强控制策略,可有效提高风力机在电网电压连锁故障情况下的穿越性能。

基于电网结构和状态的连锁故障预测与安全防御

综合分析电网拓扑结构和运行特性,提出了一种新的预测连锁故障发展的方法。在系统发生N-k(k=0,1,2,…)级故障后,通过保护措施使具有较高综合脆弱性指标的支路保持安全运行,能够提高电力系统的稳定能力,防御连锁故障发生。利用IEEE-57母线系统的实例分析,验证了该方法的合理性及有效性,证明本文方法预测出的连锁模式为系统中高风险的连锁故障序列,对具有较高综合脆弱性指标的支路进行保护,能够有效延缓甚至避免连锁故障的发生和发展。

基于改进混合法的电网运行可靠性评估方法研究

针对电网运行可靠性评估中难以计及系统的高阶故障状态影响、使用传统可靠性评估方法已经不能满足运行可靠性指标的计算时间要求等问题,提出一种解析法与蒙特卡洛法相结合的改进混合法,其基本思想是利用解析法处理系统的N-1阶故障,计算初始可靠性指标;对于系统的高阶故障以预想事故链替代,采用蒙特卡洛法抽样出连锁故障的初始环节,再进行中间环节的判断识别,并计算中间可靠性指标,累计计算系统的可靠性指标,实现系统的运行可靠性评估。通过对RTS-79算例和贵州某地区电网为例分析,并与传统的蒙特卡洛法对比系统是否考虑连锁故障的可靠性指标计算效果,验证了文中所提方法的正确性与有效性。

基于CIM/E的连锁故障在线分析程序开发

电网连锁故障在线评估的关键在于物理模型和实时数据的获取,本文提出一种基于CIM/E的地区电网连锁故障在线评估方法。从电网物理模型和数据特点出发,在提出将CIM/E应用于电网连锁故障在线评估的基础上,对CIM/E文件检查、数据提取、数据处理、电网孤岛识别等关键技术进行了研究,并将提出的方法与电网连锁故障在线评估的可信性测度评估方法相结合,提出了完整的地区电网连锁故障在线评估方案。通过系统开发和在我国西南地区某实际电网中的应用证明,本文提出的方法正确、可行,能及时、准确地为电网调度人员提供决策依据。

广域保护条件下电网初始故障的快速定位

本文将传统保护中的纵联方向比较原理引入到广域保护中,通过元件/智能电子设备(IED)关联矩阵来反映IED对于不同元件的故障判断的重要性,并借用Petri网络中的基本概念与矩阵推导从数学角度获得IED与电力元件之间的量化关系。运用元件/IED关联矩阵与各方向元件的动作值矩阵提出连锁故障初始故障定位的方法。与传统故障定位方法相比,仿真结果表明在规模较大的电网中该方法可快速、准确地搜索出初始故障的发生元件,验证了本文定位方法的有效性。