一种基于cim标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法
【专利摘要】一种基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，计算电网正常时的稳态潮流、临界状态潮流以及指标αij(p)，p＝0；选取故障，令p＝1；步骤30，计算p级故障的稳态潮流与临界状态潮流；判断是否有支路潮流越限或节点低电压，若有，则根据整定值切除负荷后返回步骤30，否则执行步骤50；步骤50，形成当前气象条件下高风险支路集合VH；判断VH中是否有覆冰率φij>0.7的支路，若是，则执行步骤70；否则计算所有支路的指标Cij(p+1)，选择Min{Cij(p+1)}的支路作为下级故障，并执行步骤90；步骤70，计算VH中每条支路的计算Cij(p+1)；选择Min{Cij(p+1)}的支路作为下级故障；步骤90，判定是否结束搜索，若是，则输出序列结果，否则返回步骤30。本发明给出了风险连琐性之间的关联影响。
【专利说明】一种基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力信息管理技术，尤其涉及一种基于CM标准的电网连锁性事故灾 害预测模型建模方法。
【背景技术】
[0002] 在《复杂电力系统一类连锁反应事故可靠性评估模型和算法》研宄中，它对评估复 杂电力系统连锁反应事故的模型进行了研宄。将变电站的结构与系统网架相结合，统一建 立了复杂电力系统连锁反应事故分析的元件模型，提出了一种全新的可靠性评估的继电 保护模型，可以将继电保护的故障反映到断路器的模型中，从而在评估中计入了继电保护 的影响。在此基础上，发展了一套复杂电力系统连锁反应事故的评估算法，包括变电站内 部的故障分析、网络的拓扑追踪、系统的连通性判断及系统状态的评估算法等。该算法通过 对变电站和整个系统2个层次的分析，将变电站结构与系统网架结合，全面考虑各种故障 组合对系统运行的危害程度。计算表明，应用所提算法对系统的复杂电力系统连锁反应事 故进行分析，可以发现系统运行中更深层次的问题，暴露系统大面积停电的隐患，找出系 统的薄弱环节。对IEEE - RTS算例系统的计算表明了此算法的正确性和有效性。
[0003] 《现代电力系统连锁性大停电事故机理研宄综述》一文中，对现代电力系统连锁性 大停电事故的机理进行了阐述。根据不同的建模出发点将连锁大停电的研宄分成2大类： 一类是基于潮流计算和稳定分析的研宄，主要介绍了基于复杂系统理论的建模分析和模式 搜索策略；另一类是基于电网拓扑的研宄，主要论述了关于小世界网络模型和无标度网络 模型的研宄。最后探讨了一些可能的进行电力系统连锁故障研宄所需要解决的关键技术问 题。
[0004] 《电网连锁故障的事故链模型》一文中提到，连锁故障是诱发电网大面积停电事故 的主要原因之一。事故链可以恰当地表征连锁故障的特征。建立基于事故链的电网连锁故 障模型，是实施连锁故障预测、预控的基础，对防止发生大停电事故具有重要意义。文中 充分考虑连锁故障过程中的主要影响因素，利用现有PSASP等分析工具，建立用于监控的 连锁故障的事故链模型。根据事故链与连锁故障的关系，提出将故障选择限制在供电路径 上，从而有效降低了计算工作量；利用连锁故障的事故链模型，可以采用安全科学的相关 方法实现连锁故障的监视和预控。对江西电网的实际应用表明，该方法对分析区域性大停 电或电厂全停事故非常有效，并已在电网规划中得到应用。
[0005] 目前，在研宄连锁性事故时，大部分学者都是人工指定初始故障，重点考虑后续故 障的预测方法。大多数系统针对标准系统的仿真时，未从综合脆弱性角度选择初始故障。对 于连琐性的事故的算法上，不能因地制宜地考虑当地的环境因素给事故带来的二次风险和 影响，未把相关事故解决后的衍生风险纳入考虑的范畴内，至使算法中产生的风险值比实 际发生的小，不能相对准确地预估连琐性事件带来的影响。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方 法，它对二次风险和次生风险进行了良好的评估，其建立的预测模型对连琐性事故引发的 风险影响范围、影响深度和发生概率进行了良好的预测。
[0007] 本发明是这样来实现的，一种基于CM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模 方法，其特征在于，包括：
[0008] 步骤10,计算电网系统正常运行时的稳态潮流和临界状态潮流，计算电网连锁性 事故综合性预测指标a i/p)，令故障级数p = 〇 ;
[0009] 步骤20,选取初始故障，令故障级数p = 1 ;
[0010] 步骤30,计算P级故障发生后系统的稳态潮流与临界状态潮流；
[0011] 步骤40,判断是否有支路潮流越限或节点低电压，若有，则根据整定值切除负荷后 返回步骤30,否则执行步骤50 ;
[0012] 步骤50,形成当前气象条件下高风险支路集合Vh;
[0013] 步骤60,判断Vh*是否有覆冰率Φ ij>0. 7的支路，若是，则执行步骤70 ;否则计 算所有支路的综合裕度预测指标Ci/15+1)，选择Min ΙΑ/Ρ+1)}的支路作为下级故障，然后执行 步骤90 ;
[0014] 步骤70,计算集合Vh中每条支路的￡/，及/，，根据σ,/计算综合裕度预测 指标(；/ ρ+1);其中，当第ρ级故障发生后，a u(p)综合反映了线路在系统中当前状态下的结构 和状态脆弱性；覆冰率定义为覆冰厚度与导线覆冰极限承受值的比值
[0015]
【权利要求】
1. 一种基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特征在于，包括： 步骤10,计算电网系统正常运行时的稳态潮流和临界状态潮流，计算电网连锁性事故 综合性预测指标ai/p)，令故障级数p= 〇 ; 步骤20,选取初始故障，令故障级数p= 1 ; 步骤30,计算p级故障发生后系统的稳态潮流与临界状态潮流； 步骤40,判断是否有支路潮流越限或节点低电压，若有，则根据整定值切除负荷后返回 步骤30,否则执行步骤50; 步骤50,形成当前气象条件下高风险支路集合Vh; 步骤60,判断％中是否有覆冰率Φij>0. 7的支路，若是，则执行步骤70 ;否则计算所 有支路的综合裕度预测指标(；/ρ+1)，选择MinΙΑ/Ρ+1)}的支路作为下级故障，然后执行步骤 90 ； 步骤70,计算集合Vh中每条支路的EBi/,α根据aJ计算综合裕度预测指标 厂（P+1). ^ij? 步骤80,选择Min{A/p+1)}的支路作为下级故障； 步骤90,判定系统是否结束搜索，若是，则输出序列结果，否则返回步骤30。
2. 如权利要求1所述的基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特 征在于，所述步骤10中采用内点法计算临界状态潮流。
3. 如权利要求1所述的基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特 征在于，所述计算电网连锁性事故综合性预测指标ai/p)的公式如下
式中：Γ~α，j)为"发电-负荷"节点对（m，η)间加上单位注入电流元后，在线路（i，j)上引起的电流;Wm为发电机节点m的权重，取发电机实际出力；Wn为负荷节点η的权重， 取实际负荷；G和L为所有发电节点和负荷节点的集合。
4. 如权利要求1所述的基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特 征在于，所述步骤40中根据整定值切除负荷的方法为，每级故障后判断所有节点电压是否 低于额定电压的90%，如果是，则切该节点10%的负荷。
5. 如权利要求1所述的基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特 征在于，所述步骤60和70中，计算综合裕度预测指标(；/ ρ+1)的公式为
式中：第一项表示支路ij在P级故障后的综合脆弱性指标，包含裕度指标加权结构因 子；第二项表示支路ij第P级故障后在第P-I级故障的基础上综合指标的变化率，第三项 表示支路ij第P级故障在第P-2级故障的基础上综合指标的变化率。
6. 如权利要求1所述的基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特 征在于，所述步骤30中采用线性灵敏度法计算临界状态潮流。
7. 如权利要求1所述的基于CIM标准的电网连锁性事故灾害预测模型建模方法，其特 征在于，高风险支路集合￥11是包括可划分为5个等级的V=IVpV2JyV4J5I的集合，集合 中各元素依次对应一级故障、二级故障、三级故障、四级故障、五级故障。
【文档编号】G06Q10/04GK104463376SQ201410817796
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】王平, 赵翔宇, 王成亮, 白加林, 赵维兴, 陈锐, 李国权, 贾海军 申请人:贵州电网公司电力调度控制中心, 深圳市易聆科信息技术有限公司