连锁故障双阶段搜索算法及风险评估模型研究

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1、Researchondual-stage-searchalgorithmandriskassessmentmodelforpowersystemcascadingfailureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DiPengyuSupervisor：Prof.GuanLinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM7学校代号：10561学号：201220110566华南理工

2、大学硕士学位论文连锁故障双阶段搜索算法及风险评估模型研究作者姓名：邸鹏宇指导教师姓名、职称：管霖教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力系统及其自动化研究方向：电力系统分析运行与控制论文提交日期：2015年4月25日论文答辩日期：2015年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张尧委员：周保荣、张雪莹、武志刚、夏成军华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不

3、包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：^>丨蝴穿曰期：肛丨$■年g月7曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印

4、或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：年解密后适用本授权书。____________晈园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）日期：穴日期：％摘要近年来，电网连锁故障已经成为国内外学者普遍关注的问题。随着电网互联程度加深，元件之间的关联性逐渐增强，局部元件的故障可能造成较大范围的线路

5、过载及电压越限，甚至诱发连锁故障而造成大规模停电事故。因此，研究连锁故障的诱发因素及发展路径，分析连锁故障发生与发展的概率以及可能对系统造成危害的程度，预测系统发生连锁故障的风险等对电力系统的安全运行具有重要的意义。论文通过对“8.14”美加大停电事件发生和发展过程的分析，将连锁故障的发展过程按照时间尺度及发生机理的差异划分为慢动态和快动态两个阶段，创新性地提出了计及环境温度及运行人员响应的连锁故障概率模型。其次，论文利用Neo4J图数据库工具建立了某区域电网图数据库模型，基于线路雷击跳闸与雷区内线路长

6、度的相关性构建了计及气象因素的初始故障集筛选模型。基于兼顾概率及后果严重程度的启发式函数，通过扩展各阶算符个数的方式设计了能够沿不同发展路径并行搜索的连锁故障树快速搜索算法，有效地解决了搜索速度与准确度之间的矛盾，避免了启发式搜索过程中有效信息的丢失。针对连锁故障发展过程中的异常事件，文中讨论了潮流不收敛问题和电气孤岛问题的处理方法，提出了基于直流潮流综合灵敏度的削负荷模型。结合连锁故障树的特点设计了连锁故障状态匹配模块，提高了连锁故障链削负荷量的求解效率。最后，分别介绍了连锁故障风险评估指标体系及风险

7、评估框架。为了提高连锁故障的搜索效率，实现对大电网的连锁故障在线风险评估，本文基于Java语言进行程序开发，通过集成电力系统分析软件PSD-BPA的潮流分析模块，实现了对故障后电网潮流的快速分析。最后，分别对IEEE39节点系统及某区域电网2011年等值网进行算例分析，快速搜索出高风险连锁故障树并计算得到了计及运行人员响应的连锁故障风险指标，验证了论文工作的有效性。同时研究了连锁故障风险的影响因素，为运行人员提出了降低连锁故障风险的合理化建议。关键字：连锁故障；风险评估；慢动态过程；快动态过程；双阶段I

8、ABSTRACTPowersystemcascadingfailureshaveobtainedwideconcernsallovertheworldduringthepastfewdecades.Withtheincreasingofgridinteractionandcorrelationsbetweengridcomponentsareincreasing.Localcomponentfailuresmayresultinwidera