一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网风险防控领域，特别涉及一种基于连锁故障序列的电网风险防控 系统。
【背景技术】
[0002] 近年来电力系统频发的事故表明，单一元件故障可能会沿着电网迅速传播而引发 一系列的连锁反应，最终导致系统解列，引发灾难性事故。
[0003] 针对连锁故障序列的识别已有较多研宄成果，如《基于电网状态和结构的连锁故 障预测》（王伊渺，李华强，肖先勇，廖苑晰.基于电网状态和结构的连锁故障预测.电力系 统保护与控制，2012,40 (20) : 1-5)，基于连锁故障序列的电网风险防控技术应运而生。
[0004] 在识别连锁故障序列的基础上，对连锁序列故障进行风险评估，基于复杂网络理 论和风险理论建立考虑条件概率的灾难性事故风险评估模型，论文《基于复杂网络理论和 条件概率的灾难性事故风险评估方法》（赵阳，李华强，王伊渺，刘沛清.基于复杂网络理论 和条件概率的灾难性事故风险评估方法.电网技术，2013, 37 (11) :3190-3196)中提出将电 气介数因子引入风险评估中，克服了传统风险评估中，事故严重度只考虑电网运行状态而 没有考虑电网结构的不足。
[0005] 现有风险评估方法中，考虑了电网的物理结构，但无法完全表征不同元件的重要 度，致使评估结果不能准确反映现网实际，实施过程中会造成额外的人力物力损失。
【发明内容】
[0006] 为了解决这些潜在问题，本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足， 提供一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，该系统可完全表征电网中不同元件的重 要度，贴近电网实际，使风险评估结果更加可靠准确，从而减少额外的人力物力损失。
[0007] 本发明进一步的目的在于，将经济因子加入所述结构重要度因子参数中，所述经 济因子的大小由节点负荷性质与供电用户重要度决定，表征不同负荷损失对系统影响的差 异性。
[0008] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，包括：
[0010] 综合重要度单元，用于根据电网中的元件在中的结构重要度、状态灵敏度，建立每 个元件的综合重要度因子；
[0011] 事故严重度单元，用于根据所述综合重要度单元得到的每个元件的综合重要度因 子，结合电网运行状态的严重度因子与负荷损失的严重度因子进行处理，得到电网事故后 的综合严重度因子；
[0012] 事故风险评估单元，用于根据所述综合严重度因子评估事故风险评估因子。
[0013] 优选的，将经济因子加入所述结构重要度因子参数中，所述经济因子的大小由节 点负荷性质与供电用户重要度决定，表征不同负荷损失对系统影响的差异性。
[0014] 所述基于连锁故障序列的电网风险防控系统，还包括：
[0015] 预防控制策略单元，用于根据所述事故风险评估单元评估的事故风险结果，计算 预防控制策略函数，得到对应的控制措施。
[0016] 进一步的，所述综合重要度因子表征为：
【主权项】
1. 一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，包括： 综合重要度单元，用于根据电网中的元件的结构重要度因子、状态灵敏度因子，建立每 个元件的综合重要度因子； 事故严重度单元，用于根据所述综合重要度单元得到的每个元件的综合重要度因子， 结合电网运行状态的严重度因子与负荷损失的严重度因子进行处理，得到电网事故后的综 合严重度因子； 事故风险评估单元，用于根据所述综合严重度因子计算得到事故风险评估因子。
2. 根据权利要求1所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于： 所述综合重要度因子I (η)表征为：
式中，Β(η)为所述结构重要度因子，s(n)为所述状态灵敏度因子。
3. 根据权利要求2所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于， 所述结构重要度因子中含有经济因子参数，所述经济因子的大小由电网节点负荷性质 与供电用户重要度决定，表征不同负荷损失对系统影响的差异性。
4. 根据权利要求3所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于， 所述结构重要度因子B (η)表征为： 其中，
式中，G、L分别为发电机节点集合和负荷节点集合，（i，j)为所有"发电一负荷"节点 对，WJP、分别为发电机节点i和负荷节点j结合社会属性与物理属性后的综合权重； Beuj (η)为发电机节点i和负荷节点j间，即（i, j)间加入单位注入电流元后在节点η上产 生的电气介数；ε i为发电机节点i的发电经济因子，ε 负荷节点j的负荷经济因子，w i 为发电机节点i的权重，Wj为负荷节点j的权重；I ijOn, η)为在（i, j)间加入单位注入电流 元后在支路mn间引起的电流，其中m为所有与η有支路直接相连的节点。
5. 根据权利要求2所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于， 所述状态灵敏度因子s (1)表征为，
式中，j为负荷节点，L为负荷节点集合，s(l\为支路1潮流对负荷节点j有功功率 变化的灵敏度。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特 征在于，所述综合严重度因子S表征为： S=aX [S(V)+S(P)] + 0 XSload 式中，α，β为电网运行严重度权重与电网失负荷严重度权重，S(V)为系统全集的低 电压严重度，S(P)为系统全局的线路过载严重度，SlMdS失负荷严重度函数。
7. 根据权利要求6所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于：
其中，Uni)为节点i的综合重要度因子，1(?)为支路j的综合重要度因子； rIlim为系统负荷损失最大设定阈值，rI为事故后系统负荷损失比例，
L为负荷节点集合，L'为失负荷节点集合，Ii为负荷节点的经济因子，Pi为失负荷节 点i的负荷损失量，为事故前负荷节点j的负荷量； 式中，Sev(Vi)为节点i的低电压严重度函数：
其中，Vi为节点i当前的运行电压，Vn为节点电压额定值，Vlim为设定的低电压最大风 险阈值； Sev (Pp为节点i对应支路j的过载严重度函数为：
其中，为支路j当前传输的有功功率，P lim为设定的支路过载风险最大阈值，P d为支 路过载风险阈值。
8. 根据权利要求7所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于， 所述事故风险评估因子Ri表征为： Ri= P(E 汐 XS 式中，P(Ei)第i级事故发生的概率，S为所述综合严重度因子。
9. 根据权利要求8所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于， 还包括： 预防控制策略单元，用于根据所述事故风险评估单元评估的事故风险评估因子，计算 预防控制策略函数，得到对应的控制措施。
10. 根据权利要求9所述的一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，其特征在于， 所述预防控制策略函数minS表达式为： 其约束条件为：
Pigi^ Pgi^ P ugi i e Ng Qlgi^ Q gi Q ugi i ^ Ng Vli^ Vi^vui i e N Li^ L lim i e N1 所述预防控制策略函数表达式中，ng为发电机节点，Ng为发电机节点集合，<、4分 别为发电机j增加和减少单位发电量的费用，Δ ω/、Λ ω，分别为该发电机增加和减少的 发电量，Ri为第i级故障下电网的事故风险评估因子；约束条件中，Q gi为第i节点发动机 的无功功率，Qugi、Qugi分别为第i节点发电机的无功功率上下限，P gi为第i节点发电机的有 功功率，Pugi、Pugi分别为第i节点发电机的有功功率上下限；V i为第i节点电压值，V u、Vui 分别为第i节点电压上下限；Li为第i支路潮流值，Llim为各支路潮流上限；Θ ij= Θ r Θ』， 为节点i，j两点间的电压相位差；Pi, Qi分别为节点i的有功功率和无功功率；B $ Gu分别 为导纳矩阵的实部和虚部。
【专利摘要】本发明公开了一种基于连锁故障序列的电网风险防控系统，包括：综合重要度单元，用于根据电网中的元件的结构重要度因子、状态灵敏度因子，建立每个元件的综合重要度因子；事故严重度单元，用于根据所述综合重要度单元得到的每个元件的综合重要度因子，结合电网运行状态的严重度因子与负荷损失的严重度因子进行处理，得到电网事故后的综合严重度因子；事故风险评估单元，用于根据所述综合严重度因子计算得到事故风险评估因子。本发明系统可完全表征电网中不同元件的重要度，贴近电网实际，使风险评估结果更加可靠准确，从而减少额外的人力物力损失。
【IPC分类】G06Q50-06, H02J3-00, G06Q10-04
【公开号】CN104766141
【申请号】CN201510185967
【发明人】于永军, 祁晓笑, 焦春雷, 刘大贵, 南东亮, 李华强
【申请人】国家电网公司, 国网新疆电力公司电力科学研究院, 四川大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月20日