專利名稱：一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域，涉及一種電力系統(tǒng)故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性影響嚴(yán)重程度的評(píng)價(jià)方法，適用于對(duì)電力系統(tǒng)故障按嚴(yán)重程度進(jìn)行排序。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某個(gè)運(yùn)行情況下突然受到大擾動(dòng)后，能否經(jīng)過(guò)暫態(tài)過(guò)程達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)或恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)；這里所謂的“大擾動(dòng)”是指短路故障、突然斷線、直流極閉鎖或發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷等。對(duì)于同一個(gè)系統(tǒng)的初始運(yùn)行方式，不同的擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響嚴(yán)重程度是不同的，在某種擾動(dòng)下系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的，而在另一種擾動(dòng)下系統(tǒng)可能是暫態(tài)失穩(wěn)的，失穩(wěn)的時(shí)間和情形也有所區(qū)別，如電力系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)就包括功角失穩(wěn)、電壓失穩(wěn)和頻率失穩(wěn)等。 目前，通常采用基于數(shù)值積分方法的暫態(tài)穩(wěn)定仿真計(jì)算來(lái)模擬電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)行為，其基本思想是用數(shù)值積分方法求出描述受擾運(yùn)動(dòng)微分方程組的時(shí)間解，然后用各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)角度、各節(jié)點(diǎn)電壓以及系統(tǒng)頻率的變化判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著電力系統(tǒng)的容量不斷擴(kuò)大，電力設(shè)備和元件越來(lái)越多，故障擾動(dòng)的數(shù)量急劇膨脹，包括所有元件的單一故障(Ν-1)、Ν-2組合故障(如雙回線跳閘、直流雙極閉鎖等)以及其他一些多重復(fù)雜故障。如何量化不同的故障擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響嚴(yán)重程度，快速地定位影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的約束性故障，目前公開(kāi)的資料尚未很好地解決這一問(wèn)題，如中國(guó)專利《電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方法》(申請(qǐng)?zhí)?00910035953. 0) 主要考慮了暫態(tài)功角穩(wěn)定性，未計(jì)及暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和暫態(tài)頻率穩(wěn)定性，且只適用于N-2 故障類型；中國(guó)專利《一種用于電力系統(tǒng)在線靜態(tài)安全分析的故障排序方法》(申請(qǐng)?zhí)?201010229287. 7)以線路電流、節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)無(wú)功注入為故障行為指標(biāo)，對(duì)預(yù)想事故進(jìn)行排序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其重點(diǎn)關(guān)注電力系統(tǒng)故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，可快速地對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)眾多的故障類型按嚴(yán)重程度進(jìn)行排序，找出影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的約束性故障。本發(fā)明為解決以上技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是 一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟
(1)對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)生成故障集，該故障集中共包含M個(gè)故障組，M為自然數(shù)；
(2)選擇納入評(píng)價(jià)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號(hào)為1 Q(Q為自然數(shù))；
(3)對(duì)故障集中的第k個(gè)故障組進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真計(jì)算，根據(jù)仿真過(guò)程信息判斷系統(tǒng)是否發(fā)生了功角、電壓、頻率失穩(wěn)，.(4)分別按照功角、電壓、頻率三個(gè)指標(biāo)計(jì)算出該故障的嚴(yán)重系數(shù)
a)故障嚴(yán)重系數(shù)_功角_)的表達(dá)式為
權(quán)利要求
1. 一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括如下步驟(1)對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)生成故障集，該故障集中共包含M個(gè)故障組，M為自然數(shù)；(2)選擇納入評(píng)價(jià)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號(hào)為1 Q(Q為自然數(shù))；(3)對(duì)故障集中的第k個(gè)故障組進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真計(jì)算， 根據(jù)仿真過(guò)程信息判斷系統(tǒng)是否發(fā)生了功角、電壓、頻率失穩(wěn)，(4)分別按照功角、電壓、頻率三個(gè)指標(biāo)計(jì)算出該故障的嚴(yán)重系數(shù)a)故障嚴(yán)重系數(shù)_功角ΚΦ、}的表達(dá)式為 Ra(k) =- msx(0^o).式中，為仿真過(guò)程中任意兩臺(tái)發(fā)電機(jī)(分別為χ、y )之間相對(duì)功角的最大值，為初始時(shí)刻任意兩臺(tái)發(fā)電機(jī)之間相對(duì)功角的最大值，其中，ι<χ,7<ρ ； 若判出功角失穩(wěn)，釋)加一修正值；b)故障嚴(yán)重系數(shù)_電壓的表達(dá)式為 βRv(k) = ￡{Sum[(t/j-1.0)^]/T}；iJ式中，巧為仿真過(guò)程中各個(gè)時(shí)刻第；(i = 1,2,3，…,β)個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值，Δ|為仿真步長(zhǎng)〒為仿真時(shí)長(zhǎng)；若判出電壓失穩(wěn)，Rm加一修正值；c)故障嚴(yán)重系數(shù)_頻率的表達(dá)式為 QRf(k) = X(Sum[(/Γ50.0)*At} Τ)；式中A為仿真過(guò)程中各個(gè)時(shí)刻第…,β)個(gè)節(jié)點(diǎn)的頻率，Δ 為仿真步長(zhǎng)，『 為仿真時(shí)長(zhǎng)；若判出頻率失穩(wěn)，聯(lián))加一修正值；(5)將步驟(4)中得到的三個(gè)嚴(yán)重系數(shù)進(jìn)行加權(quán)組合得出綜合嚴(yán)重系數(shù) R(M) = ka *Ra(k) +kv* Rv(k) + kf*Rf (k).其中，fa、k9、鏟均為權(quán)重；(6)重復(fù)步驟(3) (5)完成對(duì)故障集中所有故障組的嚴(yán)重系數(shù)計(jì)算；(7)對(duì)故障集中的各故障組按綜合嚴(yán)重系數(shù)由大到小進(jìn)行排序，輸出一覽表。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟 (1)中，故障集包括N-I故障組和N-2故障組。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟 (1)中，用戶可根據(jù)需要添加故障組。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟(2)中，選擇節(jié)點(diǎn)的原則是每個(gè)發(fā)電廠或變電站選取一個(gè)電壓等級(jí)最高的節(jié)點(diǎn)，或一個(gè)電網(wǎng)分區(qū)選擇一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟(3)中，如果檢測(cè)到故障造成系統(tǒng)出現(xiàn)新的孤島時(shí)，對(duì)步驟(2)中納入評(píng)價(jià)的節(jié)點(diǎn)集合進(jìn)行修正，保證每個(gè)孤島中至少選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功角、電壓、頻率參與評(píng)價(jià)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟 (5)中，fa、Av、鏟的取值規(guī)則是如無(wú)特殊需要，to、Av、.￥均取1. 0 ；如果本次研究更加關(guān)注功角穩(wěn)定問(wèn)題，ka適當(dāng)增大；如果本次研究更加關(guān)注電壓穩(wěn)定問(wèn)題，L·適當(dāng)增大；如果本次研究更加關(guān)注頻率穩(wěn)定問(wèn)題，￥適當(dāng)增大；如果計(jì)算出來(lái)的M、Rv、Rf明顯不在一個(gè)數(shù)量級(jí)，通過(guò)調(diào)整fa、L·、kf，更加均衡地關(guān)注功角、電壓、頻率穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電力系統(tǒng)故障嚴(yán)重程度評(píng)價(jià)方法，步驟為對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)生成故障集；選擇納入評(píng)價(jià)的節(jié)點(diǎn)；對(duì)故障集中的任一個(gè)故障組進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真計(jì)算，根據(jù)仿真過(guò)程信息判斷系統(tǒng)是否發(fā)生了功角、電壓、頻率失穩(wěn)；分別按照功角、電壓、頻率三個(gè)指標(biāo)計(jì)算出該故障的嚴(yán)重系數(shù)將前述得到的三個(gè)嚴(yán)重系數(shù)進(jìn)行加權(quán)組合得出綜合嚴(yán)重系數(shù)；重復(fù)前述步驟，完成對(duì)故障集中所有故障組的嚴(yán)重系數(shù)計(jì)算；對(duì)故障集中的各故障組按綜合嚴(yán)重系數(shù)由大到小進(jìn)行排序，輸出一覽表。此方法重點(diǎn)關(guān)注電力系統(tǒng)故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，可快速地對(duì)目標(biāo)電網(wǎng)眾多的故障類型按嚴(yán)重程度進(jìn)行排序，找出影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的約束性故障。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102403717SQ20111036804
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者俞秋陽(yáng), 夏彥輝, 張勇, 張玉瓊, 徐光虎, 梅勇, 畢兆東, 黃方能 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司