件j的强迫停运率；S 1时，表明元件j正常运行；S 0时， 表明元件j因故障退出；
[0082] 步骤2-3 :确定电力系统的运行状态S，有：
[0083] S= (S11S2,-,Sj,-,SJ
[0084] 其中，η表示电力系统中元件总数，j = 1，2,…，η ;
[0085] 步骤2-4 :重复步骤2-1至2-3,即可得到N个电力系统的运行状态，作为待评估的 场景。
[0086] 所述元件包括电力系统中的发电机、输电线路和变压器。
[0087] 如图2,所述步骤3中，采用连锁故障模型对N个待评估的场景依次进行评估，具体 包括以下步骤：
[0088] 步骤3-1 :设置连锁故障阶数为0 ;
[0089] 步骤3-2 :调整发电机的有功出力和负荷的有功功率，并记录各负荷节点的切负 荷量；
[0090] 步骤3-3 :对当前场景进行直流潮流计算，记录电力系统内各输电线路的有功潮 流结果；
[0091] 步骤3-4:如果存在输电线路有功潮流过载，则统计各输电线路过载率，找到过 载率最大的输电线路并将其切除，同时连锁故障阶数加1，更新潮流计算数据后，执行步骤 3-5 ;如果不存在输电线路有功潮流过载，则执行步骤3-6 ;
[0092] 步骤3-5 :判断连锁故障阶数是否达到设定的最大值，若是则执行步骤3-6,否则 返回至步骤3-2 ;
[0093] 步骤3-6 :累加连锁故障每阶故障下各负荷节点的切负荷量，对各负荷节点的切 负荷量求和即可得到负荷节点的总切负荷量。
[0094] 所述步骤3-2中，设Pg表示发电机g的有功出力，P ,表示负荷d的有功功率，具体 有：
[0095] 步骤3-2-1 :连锁故障发生后，如果XPg> XPd，则减小电力系统中所有发电机的 有功出力，直至XPd或某台发电机达到最小技术出力；如果XPg< XPd，则增大电 力系统中所有发电机的有功出力，直至SPdS某台发电机有功出力达到额定值；
[0096] 步骤3-2-2 :若仍存在ΣΡβ> ΣΡ d，则按照发电机当前出力由小到大进行切机操 作，直至满足SPg= Σ Pd;
[0097] 步骤3-2-3 :若仍存在ΣΡβ< ΣΡ d，则按照负荷有功功率由小到大进行切负荷操 作，直至满足SPg= Σ P d。
[0098] 所述步骤4具体包括以下步骤：
[0099] 步骤4-1 :计算每次连锁故障的发生概率，有：
[0101] 其中，P(C1)表示第i次连锁故障的发生概率；P(C11)表示第i次连锁故障中的第 1阶故障，即始发故障概率;M表示每次连锁故障的总阶数；Slk表示第i次连锁故障中第k 阶故障的故障修正系数，其表示为：
[0103] 其中，Fk表示第k阶连锁故障被切除的输电线路过载率，Fni表示第i次连锁故障 中第k阶故障过载支路过载率，ok表示第i次连锁故障中第k阶故障的过载支路集；
[0104] 步骤4-2 :计算各支路的风险参与值，有：
[0106] 其中，〇1表示第i次连锁故障被切除支路集，Rb表示支路b的风险参与值,L1表示 第i次连锁故障的切负荷量；
[0107] 步骤4-3 :计算电力系统的风险指标，有：
[0109] 其中，R表示电力系统的风险指标；
[0110] 步骤4-4 :计算各支路的风险参与因子，有：
[0111] Ib= Rb/R
[0112] 其中，示支路b的风险参与因子；
[0113] 步骤4-5:对各支路的风险参与因子进行排序，风险参与因子越大，表明该支路对 连锁故障的扩大影响越大，属于电力系统的薄弱环节。
[0114] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所 属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者 等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发 明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于：所述辨识方法包括 以下步骤： 步骤1:获取基本技术数据、运行约束数据和可靠性数据； 步骤2 :生成N个待评估的场景； 步骤3 :对待评估场景进行评估； 步骤4 :通过各支路的风险参与因子辨识电力系统薄弱环节。2. 根据权利要求1所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 步骤1中，所述基本技术数据包括节点数据、输电线路数据、变压器数据、负荷数据和发电 机数据； 所述运行约束数据包括发电机出力上下限值和支路潮流上下限值； 所述可靠性数据包括发电机强迫停运率、输电线路强迫停运率和变压器强迫停运率。3. 根据权利要求2所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 所述节点数据包括节点基准电压； 输电线路数据包括输电线路阻抗和输电线路导纳； 变压器数据包括变压器阻抗、变压器导纳和变压器变比； 负荷数据包括负荷有功功率和负荷无功功率； 发电机数据包括发电机当前出力。4. 根据权利要求1所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 步骤2中，采用蒙特卡罗模拟法生成N个待评估的场景，具体包括以下步骤： 步骤2-1 :对于元件j，抽取（0, 1)之间且服从均匀分布的随机数U]; 步骤2-2 :确定元件j的运行状态$，有：其中，FORj表示元件j的强迫停运率；S_j= 1时，表明元件j正常运行；S_j= 0时，表明 元件j因故障退出； 步骤2-3 :确定电力系统的运行状态S，有：s = {SdUp.-.a} 其中，n表示电力系统中元件总数，j= 1，2,…，n; 步骤2-4 :重复步骤2-1至2-3,即可得到N个电力系统的运行状态，作为待评估的场 景。5. 根据权利要求4所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 所述元件包括电力系统中的发电机、输电线路和变压器。6. 根据权利要求4所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 所述步骤3中，采用连锁故障模型对N个待评估的场景依次进行评估，具体包括以下步骤： 步骤3-1 :设置连锁故障阶数为0 ; 步骤3-2 :调整发电机的有功出力和负荷的有功功率，并记录各负荷节点的切负荷量； 步骤3-3 :对当前场景进行直流潮流计算，记录电力系统内各输电线路的有功潮流结 果； 步骤3-4 :如果存在输电线路有功潮流过载，则统计各输电线路过载率，找到过载率最 大的输电线路并将其切除，同时连锁故障阶数加1，更新潮流计算数据后，执行步骤3-5 ;如 果不存在输电线路有功潮流过载，则执行步骤3-6 ; 步骤3-5 :判断连锁故障阶数是否达到设定的最大值，若是则执行步骤3-6,否则返回 至步骤3-2 ; 步骤3-6 :累加连锁故障每阶故障下各负荷节点的切负荷量，对各负荷节点的切负荷 量求和即可得到负荷节点的总切负荷量。7. 根据权利要求6所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 所述步骤3-2中，设Pg表示发电机g的有功出力，P,表示负荷d的有功功率，具体有： 步骤3-2-1:连锁故障发生后，如果2Pg> 2Pd，则减小电力系统中所有发电机的有功 出力，直至2Pd或某台发电机达到最小技术出力；如果2Pg< 2Pd，则增大电力系 统中所有发电机的有功出力，直至某台发电机有功出力达到额定值； 步骤3-2-2:若仍存在2Pg> 2Pd，则按照发电机当前出力由小到大进行切机操作，直 至满足SPg=SPd; 步骤3-2-3 :若仍存在2Pg< 5：Pd，则按照负荷有功功率由小到大进行切负荷操作，直 至满足SPg=SPd。8. 根据权利要求1所述的基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，其特征在于： 所述步骤4具体包括以下步骤： 步骤4-1 :计算每次连锁故障的发生概率，有：其中，P(Ci)表示第i次连锁故障的发生概率；p(Cu)表示第i次连锁故障中的第1阶 故障，即始发故障概率;M表示每次连锁故障的总阶数；slk表示第i次连锁故障中第k阶故 障的故障修正系数，其表示为：其中，Fk表示第k阶连锁故障被切除的输电线路过载率，Fm表示第i次连锁故障中第k阶故障过载支路过载率，〇k表示第i次连锁故障中第k阶故障的过载支路集； 步骤4-2 :计算各支路的风险参与值，有： IJ-kzUj其中，〇1表示第i次连锁故障被切除支路集，Rb表示支路b的风险参与值，Li表示第i次连锁故障的切负荷量； 步骤4-3 :计算电力系统的风险指标，有：其中，R表示电力系统的风险指标； 步骤4-4 :计算各支路的风险参与因子，有： Ib=Rb/R 其中，4表示支路b的风险参与因子； 步骤4-5 :对各支路的风险参与因子进行排序，风险参与因子越大，表明该支路对连锁 故障的扩大影响越大，属于电力系统的薄弱环节。
【专利摘要】本发明提供一种基于连锁故障的电力系统薄弱环节辨识方法，将连锁故障模型引入到风险评估的状态分析中，考虑了始发故障发展成为连锁故障后对电网的影响，切合大停电事故动态、连锁的发展规律，能够借助于连锁故障过程分析辨识影响大停电事故的薄弱环节，真正筛选出在大停电事故中起关键作用的元件，所得出的薄弱环节结果更全面准确、更具参考价值；本发明有效继承了基于蒙特卡洛模拟法风险评估的成熟理论，无需进行复杂关系式的推导，也不用进行故障的枚举，尤其是系统较大时，本发明的优势将更明显。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/06
【公开号】CN105117839
【申请号】CN201510514677
【发明人】田春筝, 周玉龙, 王圆圆, 王建学, 王磊, 杨红旗, 毛玉宾, 王世谦
【申请人】国家电网公司, 国网河南省电力公司经济技术研究院, 西安交通大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月20日