子 站，信息控制的逻辑关系更加清晰。
[0033] 所述控制主站采用监控主机，该监控主机负责收集各厂站信息、识别电力系统运 行方式，实现信息交换、切机切负荷优先级排序和量化控制等系统管理功能。
[0034] 所述控制子站负责采集信息和故障判别，以及就地、远方控制，所述控制子站包括 交换机和智能电子设备IEDQntelligent electronic device)，所述交换机用于接收控制 主站的命令，并通过通信线路与控制主站连接，所述交换机再通过所述智能电子设备IED 发送控制信号至若干个执行站，所述执行站为线路变电站两侧的断路器，执行站不再作为 一个单独的层级出现，相应功能与上一级控制子站进行整合。最终，通过所述安全稳定控制 系统模型切除变电站的配网线路出线来达到切除负荷的目的。如附图2所示。
[0035] 步骤二、电网发生初始故障采取负荷切除控制措施，但由于信息系统引起负荷切 除失败导致连锁故障发生，即负荷的切除失败是由信息系统信号发送故障使执行站无法正 确动作导致的，此时，计算所述安全稳定控制系统模型的初始故障控制失败的概率P'，由以 下公式得出：
[0039] 式⑴中，p为由历史统计数据得出的线路的不可用率，u为线路变电站出线一侧 断路器的可用率，假设线路变电站另一侧的断路器与出线一侧完全相同，且线路的不可用 完全是由于断路器的不可用造成的。式（2)中，U 1为断路器信息控制系统的可用率，u 3为 监控主机的可用率，Ub为通信线路的可用率，u。为交换机的可用率，u ,为智能电子设备IED 的可用率；本发明中，将监控主机的可用率Ua，通信线路的可用率Ub，交换机的可用率u。和 智能电子设备IED的可用率U d统称为信息系统中相应设备的可用率u x，则利用如下公式得 出ux:
[0041] ux= I-U (5)
[0042] 式（4)中，MTTR和MTTF均分别为信息系统中相应设备的可靠性参数，其中，MTTR 为平均修复时间，MTTF为平均故障时间；
[0043] 步骤三、依据连锁故障链确定原则生成连锁故障链，并根据初始故障控制失败的 概率P'和连锁故障造成的负荷损失L lcist计算该连锁故障风险R。
[0044] 其中，连锁故障链确定原则如下：对于给定状态计算系统潮流分布，若出现越限线 路的情况，则依照过流保护装置的动作原理将越限线路切除；若没有出现越限线路的情况， 则将整个系统输电线路的重载程度进行排序，找出负载超过系统内线路限值或接受转移潮 流超过系统内线路限值的线路并将其切除。将该切除的线路作为连锁故障链中的一个环 节，以此类推，重复执行上述过程形成连锁故障链。形成上述连锁故障链后，由潮流计算结 果可知该连锁故障造成的负荷损失L lcist，则该连锁故障风险为：
[0045] R = p' ? Llost (6)
[0046] 结合附图和附表，以图3所示的IEEE-118节点系统为例，对考虑信息系统风险的 电力系统连锁故障方法进行说明：
[0047] 步骤一：构建初始故障状态，118节点系统中发生一阶故障导致bus-14越限跳闸， 故障发生后除发电节点调整之外，还应在bus-35节点切除21. 351MW负荷以使系统恢复稳 定。
[0048] 步骤二：安全稳定控制装置信号发送出现故障，导致切负荷控制措施未能完成。
[0049] 步骤三：计算安全稳定控制装置信号发送出现故障概率，118节点IOOkv线路按照 历史统计数据得出的P = 0.031009,下表给出的是信息系统元件可靠性参数：
[0050]
[0051] 由此得出得出p' = 0? 016517
[0052] 步骤四：根据上文步骤四中描述的连锁故障链确定原则，形成连锁故障链，为 bus-14 ~bus-15， bus-18 ~bus-19， bus-15 ~bus-19， bus-23 ~bus-25， bus-71 ~ bus-72,此故障链造成负荷损失180. 038MW，风险为2. 9737。
[0053] 尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施 方式，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本 发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的 保护之内。
【主权项】
1. 一种考虑信息系统风险的电力系统连锁故障风险评估方法，其中，电力系统中的电 力设备包括线路和变电站两侧的断路器；其特征在于，该电力系统连锁故障分析方法包含 以下步骤： 步骤一、建立信息系统中安全稳定控制系统模型，该安全稳定控制系统模型包括一个 控制主站和若干个控制子站，所述控制子站连接有执行站，其中，所述控制主站采用监控主 机，并至少负责收集各厂站信息、识别电力系统的运行方式，实现信息交换、切机切负荷优 先级排序和量化控制；所述控制子站包括交换机和智能电子设备IED，所述交换机通过通 信线路与控制主站连接，所述控制子站用于接收控制主站的命令并通过所述智能电子设备 IH)发送控制信号至若干个执行站，所述执行站为线路变电站两侧的断路器；通过所述安 全稳定控制系统模型切除变电站的配网线路出线来达到切除负荷的目的； 步骤二、电网发生初始故障采取负荷切除控制措施，而由信息系统引起负荷切除失败 导致连锁故障发生，即负荷的切除失败是由信息系统信号发送故障使执行站无法正确动作 导致的，计算所述安全稳定控制系统模型的初始故障控制失败的概率P' ；式（1)中，P为由历史统计数据得出的线路的不可用率，u为线路变电站出线一侧断路 器的可用率，假设线路变电站另一侧的断路器与出线一侧完全相同，且线路的不可用完全 是由于断路器的不可用造成的； 式（2)中，U1为断路器信息控制系统的可用率，u 3为监控主机的可用率，Ub为通信线路 的可用率，u。为交换机的可用率，^为智能电子设备IH)的可用率；将监控主机的可用率ua， 通信线路的可用率ub，交换机的可用率u。和智能电子设备IED的可用率u ,统称为信息系统 中相应设备的可用率Ux，则 :式（4)中，MTTR和MTTF均分别为信息系统中相应设备的可靠性参数，其中，MTTR为平 均修复时间，MTTF为平均故障时间； 步骤三、根据初始故障控制失败的概率P'，确定连锁故障链：对于给定状态计算系统 潮流分布，若出现越限线路的情况，则依照过流保护装置的动作原理将越限线路切除；若没 有出现越限线路的情况，则将整个系统输电线路的重载程度进行排序，找出负载超过系统 内线路限值或接受转移潮流超过线路限值的线路并将其切除，将该切除的线路作为连锁故 障链中的一个环节，以此类推，形成连锁故障链； 形成上述连锁故障链后，由潮流计算结果可知该连锁故障造成的负荷损失Llcist，该连 锁故障风险为： R = P' · Llost (6) 〇
【专利摘要】本发明公开了一种考虑信息系统风险的电力系统连锁故障风险评估方法，本发明中负荷的切除失败是由信息系统信号发送故障使执行站断路器无法正确动作导致的；其步骤包括：首先，建立安全稳定控制装置控制概率模型，由一个控制主站和若干控制子站构成，控制主站简化为监控主机连接交换机，控制子站简化为交换机，再通过智能电子设备发送控制信号至断路器，通过切除变电站配网线路出线来切除负荷。然后，计算控制失败的概率。最后，依据连锁故障链确定原则生成连锁故障链，并根据初始故障控制失败的概率和连锁故障造成的负荷损失计算该连锁故障风险。本发明有助于电网运行人员估计电网面临的信息系统引起的连锁故障危险程度，以便实施预防措施。
【IPC分类】H02H7/26
【公开号】CN105162091
【申请号】CN201510515073
【发明人】高昆仑, 赵婷, 王宇飞, 邱健, 曾沅, 刘艳丽, 王东, 卢东旭, 杨志强, 孙辰军, 魏明磊, 赵洋, 谢博
【申请人】国网智能电网研究院, 国家电网公司, 国网河北省电力公司, 天津大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月20日