复杂电网连锁故障预测

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第3期电力科学与工程Vo1．24．No．32008年5月ElectricPowerScienceandEnglneeringMay，20089复杂电网连锁故障预测陈媛，卢锦玲，于成洋2刘海军(1．华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003；2．广西电力工业勘测设计研究院，广西南宁530000；3．承德供电平泉分公司，河北承德067500)摘要：分析近年来发生的连锁故障案例得出：故障过程中常伴随母线低电压和线路过载问题，且它们对事故发展起到关键的推

2、动作用。针对这一特性，提出一种连锁故障预测方法，在事故发生后计算系统潮流以判断节点电压波动及线路的过负荷情况并依判据切除相应元件，预测出连锁故障的序列事件，为事故对策做好准备，从而有利于减小大停电发生事件概率，缩小事故影响范围。关键词：电力系统；连锁故障；低电压；过负荷中图分类号：TK472．6文献标识码：A种在连锁故障发展初期快速预测连锁故障序列事件0引言的方法。电网的大规模互联成为全世界范围内电力系统1连锁故障机理的研究发展的必然趋势。相邻电网的互联在改善系统的可靠性和经济性的同时也给系统带来了隐患：不但使

3、连锁故障都是从简单元件故障开始，经过各种系统的动态行为更复杂，也使局部故障通过区域之因素所产生的连锁效应的叠加逐步发展成的，是一间的联络线使事故波及的范围增大，更易导致由于种发生概率小后果严重的事故。相继的连锁故障而造成大面积停电的灾难。从已发生的各种大规模停电的发展过程目前，国内外学者主要从复杂系统理论和电力中可以看到，初始扰动后的序列事件是引起连锁故系统分析两个方面研究连锁故障发生机理和建立模障的重要原因。拟连锁故障模型。文献[1]尝试利用协同学理论大多数情况下，扰动前的系统参数都在正常运研究系统大停电事故

4、的演变过程，文献[2-4]对行范围内，但存在着一些隐患，如系统负载重，电电力系统大停电的演变过程进行深入分析得出系统压水平偏低等，这个时候很小的扰动就有可能引起具有自组织临界性，且事故规模与事故发生的概率系统大范围的连锁反应。成幂律特性的结论；文献[5-7]则在研究中考虑连锁故障都有一个明确的起点，如一个(Ⅳ一1)了保护隐藏故障等不确定因素的影响，对预防连锁或几个(Ⅳ一)元件发生扰动，称之为初始扰动，停电事故具有指导意义。可能是联络线路、变压器、母线等发生的短路故由于连锁故障发生的概率较小，涉及的元件数障，也可

5、能是联络线的短路操作、发电机组与系统目较多，故障模式复杂，因此对电力系统连锁故障的解列、大负荷的投切以及变电站内开关的投切操的研究需要抓住关键因素，引入合适的量化指标。作等。初始扰动的发生导致系统安全性削弱，但通本文对连锁故障的发生机理进行研究，得出事故过常这类扰动还不足以引起系统大范围崩溃。程中输电线路承载负荷和母线电压两个参数在连锁在连锁故障发展的过程中必然存在着导致事故故障发展中起到推波助澜作用的结论，继而提出一进一步扩大的关键原因。该原因可以是多种多样收稿日期：2007-09-15．作者简介：陈媛(19

6、81一)，女，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生维普资讯http://www.cqvip.com10电力科学与工程2008笠的，如保护整定值不合适、装置拒动或误动、线路展，从系统发生初始扰动开始，采用低电压严重度过载、无功供给不足电压偏低等，促使系统发生了函数和过负荷严重度函数定性研究，对备选线路集一系列连锁反应，包括：多回输电线路断开、潮流和母线集进行快速扫描确定下一次可能的故障元大范围转移、系统发生摇摆和振荡、局部系统电压件，仿真的目的为搜索出最严重的连锁故障模式，进一步降低，引起发电机组跳闸，使系统

7、功率缺额从仿真的结果可分析事故的严重程度。两个严重度增大，进一步发生电压崩溃，同时有更多的发电机函数定义叫如下：和输电线路跳开，造成大面积停电的发生【l2】。(1)低电压严重度函数()。图2中的两种连锁故障的一般发展过程¨如图1所示。低电压严重度函数均表示当母线电压幅值下降后给系统带来的影响。离散型函数定义为：当母线电压值低于定义的电压阈值0．95时函数值为l，否则函数值为0。连续型函数定义为：当母线电压值为0．95时函数值为1；当电压水平进一步下降时其函数值随之线性增加，它克服了离散型函数的缺点，函数值的大小

8、能反映电压水平的高低，本文采用连续型。不考虑电压过高对系统的影响，当电压大于1．00时严重度函数取值为0。图1连锁故障的发展过程1j斑1{l2预测思想任一支路的开断或发电机的停运，必将引起全OOOO．95．951．OO电压值电压值系统潮流的重新分布。事实上，任一事件造成的影图2低电压严重度函数响只是局部的，并以事故点为中心向外逐渐减弱。完全边界法认为离事故点电气距离三级以上的母线(2)