本发明涉及电力系统自动化调度技术领域，尤其涉及一种考虑交叉跨越和重要输电通道的多重故障静态安全分析方法。
背景技术
近年来，随着电网快速发展规模日趋扩大，架空线路“三跨”现象愈加明显，电网安全风险问题面临严峻考验。国网《架空输电线路“三跨”重大反事故措施》将“三跨”定义为跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道的架空输电线路区段，在线路设计、建设、运检层面对可能引发较大公共安全和电网安全事件的“三跨”倒塔、断线等事故提出了明确可行的反事故措施。在调度层面，线路交叉跨越重要输电通道，尤其是跨越特高压交直流输电线路，如发生倒塔断线事故，将造成通道内线路同时故障，造成电网潮流发生大范围转移，可能导致电网大面积停电，构成电网安全事故。目前，智能调度系统通常仅针对n-1故障或者依靠人工经验维护的多重预想事故进行日常周期扫描，难以覆盖交叉跨越线路、重要输电通道多重故障，无法向调度员提供事故后潮流分析断面；另一方面，考虑线路交叉跨越的多重故障中，并非所有故障都将对系统运行安全造成严重的威胁，需要减少不必要的潮流计算，过滤系统无害故障，将更多计算资源向严重故障倾斜。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了提供一种考虑交叉跨越和重要输电通道的多重故障静态安全分析方法，在常态化n-1扫描基础上，将考虑交叉跨越、重要输电通道的n-n多重开断组合故障引入预想故障集；基于线路开断灵敏度，对多重故障组进行模拟开断，快速估算故障后线路潮流及重载越限校验，生成可疑的严重多重故障组集合；采用交流潮流算法分析计算，提供多重开断事故预警信息。
为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：
一种考虑交叉跨越和输电通道的多重故障静态安全分析方法，包括以下步骤：
s1，基于第三方信息系统获取“三跨”线路信息；
s2，维护交直流电网重要输电通道信息；
s3，采用潮流灵敏度系数法计算线路开断分布因子，确定各线路设备的故障影响域；
s4，基于交叉跨越和重要输电通道信息，构建n-n多重组合预想故障集；
s5，基于线路开断灵敏度对故障后潮流分布进行快速估算，筛选出可疑严重故障集；
s6，针对可疑严重故障集进行交流潮流分析，输出重载越限告警信息。
步骤s1“三跨”线路信息具体包括：
(101)，线路m名称及其电压等级、首末端厂站、所属调管区域；
(102)，与线路m交叉跨越的线路数、跨越公路数、跨越铁路数
(103)，与线路m交叉跨越的线路名称及其电压等级、首末端厂站和所属调管区域。
步骤s2具体包括：
(201)根据各级单位对重要输电通道的定义，维护调管范围内的重要输电断面记录；
(202)维护重要输电线路与重要输电通道的隶属关系。
步骤s3包括以下步骤：
(301)基于潮流矩阵算法求解线路开断分布因子dkb；
其中：dkb为线路b开断对线路k的开断因子，ski为线路k对节点注入i的灵敏度，skj为线路k对节点注入j的灵敏度；sbi为线路b对节点注入i的灵敏度，sbj为线路b对节点注入j的灵敏度；
(302)设定灵敏度门槛λdomain，确定线路开断故障影响域；
对于dkb≥λdomain的线路k，线路k受线路b开断的影响大，容易发生重载越限情况，则将线路k归属于线路b的故障影响域domain_b，k∈domain_b；
对于dkb＜λdomain的线路k，线路k受线路b开断的影响小，则线路k不属于线路b的故障影响域。
步骤s4具体包括：
(401)对于具有n条重要输电线路的重要输电通道，将通道内线路进行排列组合分别形成两重、三重和n重组合故障，构建出通道内多重组合故障；
(402)对于仅跨越公路或者铁路的线路，将所述线路与所述线路的故障影响域中设备构建n-2预想故障；
(403)对于跨越架空线路的线路，包括连续跨越，将所述线路与所述线路相交叉跨越的线路构建n-2多重预想故障。
步骤s5包括以下步骤：
(501)遍历步骤s3构建的多重预想故障集合，基于线路开断分布因子对预想故障对应设备的故障影响域并集设备进行快速潮流估算：
预想故障对应的开断设备为线路a和b(线路a和线路b作为开断设备，即断开线路a和b)，遍历线路a和b的故障影响域集，c∈domain_a∪domain_b，对故障影响域中的线路c进行潮流估算，具体过程为：
1)线路a与线路b同时发生开断故障，则线路c潮流估算值
2)线路a与b相继发生开断故障，则线路c潮流估算值
式中，
针对重要输电通道的三重及以上预想故障，采用同时故障进行潮流快速估算；
(502)对线路潮流进行重载越限校验，设定线路重载门槛λalarm，如果满足公式(4)，将多重故障组合列为可疑严重故障集，参与交流潮流详细扫描：
其中，λalarm为线路重载门槛；pmax为线路c的潮流限值；
本发明的所达到的有益效果包括：一种考虑交叉跨越和输电通道的多重故障静态安全分析方法，特别考虑了交叉跨越线路和重要输电通道线路，在n-1日常扫描基础上兼顾了交叉跨越线路、重要输电通道线路组合的多重预想故障集，对调度员在发生三跨、重要输电通道线路故障时的应急准备提供依据。
本发明基于线路开断灵敏度，考虑同时故障和相继故障两种开断类型，对n-n多重预想故障进行快速估算，筛选严重多重预想故障，能够有效提高n-n组合严重故障集扫描效率；借鉴“三跨”概念，考虑交叉跨域线路、重要输电通道预想故障扫描，加强多重故障分析研究，筛选严重多重故障，模拟线路n-n开断，实现日常多重严重预想故障交流潮流扫描分析，对运行电网静态安全预警具有指导意义。
附图说明
图1为本发明考虑交叉跨越和输电通道的多重故障静态安全分析方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下面结合附图1对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种考虑交叉跨越和输电通道的多重故障静态安全分析方法，包括以下步骤：
s1，基于第三方信息系统获取“三跨”线路信息；
s2，维护交直流电网重要输电通道信息；
s3，采用潮流灵敏度系数法计算线路开断分布因子，确定各线路设备的故障影响域；
s4，基于交叉跨越和重要输电通道信息，构建n-n多重组合预想故障集，n为重要输电线路数；
s5，基于线路开断灵敏度对故障后潮流分布进行快速估算，筛选出可疑严重故障集；
s6，针对可疑严重故障集进行交流潮流分析，输出重载越限告警信息。
步骤s1“三跨”线路信息具体包括：
(101)，线路m名称及其电压等级、首末端厂站、所属调管区域；
(102)，与线路m交叉跨越的线路数、跨越公路数、跨越铁路数
(103)，与线路m交叉跨越的线路名称及其电压等级、首末端厂站、所属调管区域。
步骤s2具体包括：
(201)根据各级单位对重要输电通道的定义，维护调管范围内的重要输电断面记录；
(202)维护重要输电线路与重要输电通道的隶属关系。
国家电网公司企业标准《重要输电通道风险评估导则》将重要输电线路定义为构成核心骨干网架的架空输电线路(交直流特高压电网；500kv及以上变电站连接电网最小骨干网架输电线路的出线；向二级及以上负荷供电的330kv、220kv变电站连接主网的输电线路)、战略性架空输电线路(大型水电、煤电、核电送出架空线路；跨国联网架空输电线路；跨区联网架空输电线路)；
将重要输电通道定义为由若干重要输电线路组成的通道。国家电网公司级重要输电通道包括：特高压交直流输电线路组成的通道；两回及以上中心距离一般不超过600m的重要输电线路组成的通道。通道内线路同时故障，将构成三级及以上区域或省级电网事件。省公司级重要输电通道由两回及以上中心距离一般不超过600m的重要输电线路组成。通道内线路同时故障，构成四级区域或省级电网事件。
步骤s3基于潮流矩阵的灵敏度系数计算线路开断分布因子，确定故障影响域，包括以下步骤：
(301)基于潮流矩阵算法求解线路开断分布因子dkb；
其中：dkb为线路b开断对线路k的开断因子，ski为线路k对节点注入i的灵敏度，skj为线路k对节点注入j的灵敏度；sbi为线路b对节点注入i的灵敏度，sbj为线路b对节点注入j的灵敏度；
(302)设定灵敏度门槛λdomain，确定线路开断故障影响域；
对于dkb≥λdomain的线路k，认为线路k受线路b开断的影响大，容易发生重载越限情况，则将线路k归属于线路b的故障影响域，k∈domain_b；
对于dkb＜λdomain的线路k，认为线路k受线路b开断的影响小，可以忽略，则线路k不属于线路b的故障影响域。
步骤s4具体包括：
(401)对于具有n条重要输电线路的重要输电通道，将通道内线路进行排列组合分别形成两重、三重和n重组合故障，构建出通道内n-n多重组合故障；
(402)对于仅跨越公路或者铁路的线路，将所述线路与所述线路的故障影响域中设备构建n-2预想故障；
n-n故障通常表述为电网有n个设备，将其中n个设备停运。
(403)对于跨越架空线路的线路，包括连续跨越情形，则将所述线路与与所述线路相交叉跨越的线路构建n-2多重预想故障；
步骤s5包括以下步骤：
(501)遍历步骤s3构建的多重预想故障集合，基于线路开断分布因子对预想故障对应设备的故障影响域并集设备进行快速潮流估算：
预想故障对应的开断设备为线路a和b(线路a和线路b作为开断设备，即断开线路a和b)，遍历线路a和b的故障影响域集，c∈domain_a∪domain_b，对故障影响域中的线路c进行潮流估算，具体过程为：
(domain_a为线路a的故障影响域，domain_b为线路b的故障影响域)
1)线路a与b同时发生开断故障，则线路c潮流估算值
2)线路a与b相继发生开断故障，则线路c潮流估算值
式中，
针对重要输电通道的三重及以上预想故障，仅采用同时故障进行潮流快速估算；
(502)对线路潮流进行重载越限校验，设定设备重载门槛λalarm，如果满足公式(4)，则将多重故障组合列为可疑严重故障集，参与交流潮流详细扫描：
其中，λalarm为设备重载门槛；pmax为设备c的潮流限值；
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。