专利名称：一种电力系统故障严重程度评价方法
技术领域：
本发明属于电力系统分析领域，涉及一种电力系统故障对暂态稳定性影响严重程度的评价方法，适用于对电力系统故障按严重程度进行排序。
背景技术：
电力系统暂态稳定是指电力系统在某个运行情况下突然受到大扰动后，能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或恢复到原来的状态；这里所谓的“大扰动”是指短路故障、突然断线、直流极闭锁或发电机突然甩负荷等。对于同一个系统的初始运行方式，不同的扰动对系统暂态稳定的影响严重程度是不同的，在某种扰动下系统是暂态稳定的，而在另一种扰动下系统可能是暂态失稳的，失稳的时间和情形也有所区别，如电力系统暂态失稳就包括功角失稳、电压失稳和频率失稳等。 目前，通常采用基于数值积分方法的暂态稳定仿真计算来模拟电力系统受到大扰动后的动态行为，其基本思想是用数值积分方法求出描述受扰运动微分方程组的时间解，然后用各发电机转子之间的相对角度、各节点电压以及系统频率的变化判断系统的稳定性。随着电力系统的容量不断扩大，电力设备和元件越来越多，故障扰动的数量急剧膨胀，包括所有元件的单一故障(Ν-1)、Ν-2组合故障(如双回线跳闸、直流双极闭锁等)以及其他一些多重复杂故障。如何量化不同的故障扰动对系统暂态稳定的影响严重程度，快速地定位影响电力系统安全稳定运行的约束性故障，目前公开的资料尚未很好地解决这一问题，如中国专利《电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方法》(申请号200910035953. 0) 主要考虑了暂态功角稳定性，未计及暂态电压稳定性和暂态频率稳定性，且只适用于N-2 故障类型；中国专利《一种用于电力系统在线静态安全分析的故障排序方法》(申请号 201010229287. 7)以线路电流、节点电压、节点无功注入为故障行为指标，对预想事故进行排序。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种电力系统故障严重程度评价方法，其重点关注电力系统故障对暂态稳定性的影响，可快速地对目标电网众多的故障类型按严重程度进行排序，找出影响系统安全稳定运行的约束性故障。本发明为解决以上技术问题，所采用的技术方案是 一种电力系统故障严重程度评价方法，包括如下步骤
(1)对目标电网系统自动生成故障集，该故障集中共包含M个故障组，M为自然数；
(2)选择纳入评价的节点，节点编号为1 Q(Q为自然数)；
(3)对故障集中的第k个故障组进行机电暂态仿真计算，根据仿真过程信息判断系统是否发生了功角、电压、频率失稳，.(4)分别按照功角、电压、频率三个指标计算出该故障的严重系数
a)故障严重系数_功角_)的表达式为
权利要求
1. 一种电力系统故障严重程度评价方法，其特征在于包括如下步骤(1)对目标电网系统自动生成故障集，该故障集中共包含M个故障组，M为自然数；(2)选择纳入评价的节点，节点编号为1 Q(Q为自然数)；(3)对故障集中的第k个故障组进行机电暂态仿真计算， 根据仿真过程信息判断系统是否发生了功角、电压、频率失稳，(4)分别按照功角、电压、频率三个指标计算出该故障的严重系数a)故障严重系数_功角ΚΦ、}的表达式为 Ra(k) =- msx(0^o).式中，为仿真过程中任意两台发电机(分别为χ、y )之间相对功角的最大值，为初始时刻任意两台发电机之间相对功角的最大值，其中，ι<χ,7<ρ ； 若判出功角失稳，释)加一修正值；b)故障严重系数_电压的表达式为 βRv(k) = ￡{Sum[(t/j-1.0)^]/T}；iJ式中，巧为仿真过程中各个时刻第；(i = 1,2,3，…,β)个节点的电压标幺值，Δ|为仿真步长〒为仿真时长；若判出电压失稳，Rm加一修正值；c)故障严重系数_频率的表达式为 QRf(k) = X(Sum[(/Γ50.0)*At} Τ)；式中A为仿真过程中各个时刻第…,β)个节点的频率，Δ 为仿真步长，『 为仿真时长；若判出频率失稳，聯)加一修正值；(5)将步骤(4)中得到的三个严重系数进行加权组合得出综合严重系数 R(M) = ka *Ra(k) +kv* Rv(k) + kf*Rf (k).其中，fa、k9、铲均为权重；(6)重复步骤(3) (5)完成对故障集中所有故障组的严重系数计算；(7)对故障集中的各故障组按综合严重系数由大到小进行排序，输出一览表。
2.如权利要求1所述的一种电力系统故障严重程度评价方法，其特征在于所述步骤 (1)中，故障集包括N-I故障组和N-2故障组。
3.如权利要求2所述的一种电力系统故障严重程度评价方法，其特征在于所述步骤 (1)中，用户可根据需要添加故障组。
4.如权利要求1所述的一种电力系统故障严重程度评价方法，其特征在于所述步骤(2)中，选择节点的原则是每个发电厂或变电站选取一个电压等级最高的节点，或一个电网分区选择一个关键节点。
5.如权利要求1所述的一种电力系统故障严重程度评价方法，其特征在于所述步骤(3)中，如果检测到故障造成系统出现新的孤岛时，对步骤(2)中纳入评价的节点集合进行修正，保证每个孤岛中至少选取一个节点的功角、电压、频率参与评价。
6.如权利要求1所述的一种电力系统故障严重程度评价方法，其特征在于所述步骤 (5)中，fa、Av、铲的取值规则是如无特殊需要，to、Av、.￥均取1. 0 ；如果本次研究更加关注功角稳定问题，ka适当增大；如果本次研究更加关注电压稳定问题，L·适当增大；如果本次研究更加关注频率稳定问题，￥适当增大；如果计算出来的M、Rv、Rf明显不在一个数量级，通过调整fa、L·、kf，更加均衡地关注功角、电压、频率稳定。
全文摘要
本发明公开一种电力系统故障严重程度评价方法，步骤为对目标电网系统自动生成故障集；选择纳入评价的节点；对故障集中的任一个故障组进行机电暂态仿真计算，根据仿真过程信息判断系统是否发生了功角、电压、频率失稳；分别按照功角、电压、频率三个指标计算出该故障的严重系数将前述得到的三个严重系数进行加权组合得出综合严重系数；重复前述步骤，完成对故障集中所有故障组的严重系数计算；对故障集中的各故障组按综合严重系数由大到小进行排序，输出一览表。此方法重点关注电力系统故障对暂态稳定性的影响，可快速地对目标电网众多的故障类型按严重程度进行排序，找出影响系统安全稳定运行的约束性故障。
文档编号G06F17/50GK102403717SQ20111036804
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者俞秋阳, 夏彦辉, 张勇, 张玉琼, 徐光虎, 梅勇, 毕兆东, 黄方能 申请人:中国南方电网有限责任公司, 南京南瑞继保电气有限公司