大型电网连锁故障分析技术及大停电智能预警系统

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1、第39卷第2期四川I电力技术Vo1．39。No．22016年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2016大型电网连锁故障分析技术及大停电智能预警系统刘挺坚，刘俊勇，刘友波(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：连锁故障引发的大停电事故在全球范围内时有发生，对社会和经济造成了巨大损失。为了理解连锁故障的演变特征并进一步构建有效的大停电预防系统，回顾近年来国内外发生的8次大停电事故，研究大停电事故的故障演化过程；对现有连锁故障研究模型和方法进行评述，分析其适用性及模型优缺点；提出基于事件

2、校核和连续时域仿真的连锁故障时序事件搜索方法；最终基于所提连锁故障时序事件搜索方法构建了可用于大停电风险可视化预警的智能预警系统。关键词：连锁故障；演变特征；时序事件；大停电预防；可视化预警Abstract：Greatblackoutsinducedbycascadingfailuresoccurredfrequentlyinrecentyears，resultingingreatlossinsocietyandeconomy．Inordertounderstandtheevolutionfeatureofcascadingfail

3、uresandfurtherestablishaneffectiveblackoutpre—ventionsystem，theevolutionprocedureofgreatblackoutsisfirstlystudiedbyreviewingeightgreatblackoutsoccurredintheworldwide，andthenthemethodologiesforcascadingfailuresanalysisarereviewed．Afterthat，ananalysismethodbasedone—ventc

4、heckersandcontinuoustimedomainsimulationisproposed．Consequently，theapplicationsystemforgreatblackoutmit—igationisestablished．Keywords：cascadingfailures；evolutionfeature；time—seriesevents；blackoutprevention；alertvisualization中图分类号：TM711文献标志码：A文章编号：1003—6954(2016)02—0001

5、—05电网的大规模互联提高了能源经济效益和供电可靠性，然而近年来大停电事故时有发生：2003年1连锁故障演变机理及相关研究方法北美¨J、伦敦J、意大利先后发生大停电事故；评述2006年中国华中电网和欧洲电网。。先后发生大停电事故；巴西电网在2009年和2011年分别1．1连锁故障演变机理发生两次大停电事故；印度电网在2012年7月30连锁故障往往起源于系统运行资源紧张(如重日和31日发生两起大停电事故J。随着现代微机负荷、重要发／输电设备停运)情况下的某一个或一保护装置和励磁控制器的应用，单一故障一般难以系列源发性故障(initia

6、levents)，即N—k，进而引发造成系统崩溃，而具有时序特性和传播特性的连锁故障却成为引发大停电的主要故障形式。尽管连锁具有时序特征的相继事件(consequentialevents)，形故障属于极小概率事件，然而大停电事故所带来的式上形成N—k一1—1⋯一1，这些事件在因果上一巨大经济损失使得连锁故障受到系统运行人员和科般具有较强关联关系，是一个伴随着低压、过载、保研人员的广泛关注。护频繁动作、解列、失稳、频率波动等系统响应的复为了更好地理解连锁故障的演化过程并进一步杂交叠过程⋯。建立有效的大停电预警系统，首先回顾近年来国内连

7、锁故障演化过程如图1所示。初始阶段，输外发生的连锁故障实例，阐述连锁故障演化过程并电谶路短路或意外跳闸、发电机组意外脱网、直流闭分析各次大停电事故的系统演变特征；对现有连锁锁等源发性故障发生，系统偏离计划运行状态。故故障研究方法进行评述，在此基础上提出基于事件障阶段，时序事件相继发生，系统状态持续恶化。故校核和连续时域仿真的连锁故障时序事件搜索方障阶段一般存在快慢交替的故障过程和时序事件，法；最终基于所提连锁故障时序事件搜索方法构建其中慢过程事件主要是潮流转移引发的保护Ⅲ段开了可用于大停电风险评估的可视化智能预警系统。断过载线路或隐

8、性故障引发的重载输电设备误切，基金项目：四川省科技厅产业发展重大关键技术项目(2011GZ0225)快过程事件包括重要输电通道发生功率振荡引发系．1．第39卷第2期四川电力技术Vo1．39，No．22016年4月SichuanElec