一種基于cim標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法
【專利摘要】一種基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，計算電網(wǎng)正常時的穩(wěn)態(tài)潮流、臨界狀態(tài)潮流以及指標αij(p)，p＝0；選取故障，令p＝1；步驟30，計算p級故障的穩(wěn)態(tài)潮流與臨界狀態(tài)潮流；判斷是否有支路潮流越限或節(jié)點低電壓，若有，則根據(jù)整定值切除負荷后返回步驟30，否則執(zhí)行步驟50；步驟50，形成當前氣象條件下高風險支路集合VH；判斷VH中是否有覆冰率φij>0.7的支路，若是，則執(zhí)行步驟70；否則計算所有支路的指標Cij(p+1)，選擇Min{Cij(p+1)}的支路作為下級故障，并執(zhí)行步驟90；步驟70，計算VH中每條支路的計算Cij(p+1)；選擇Min{Cij(p+1)}的支路作為下級故障；步驟90，判定是否結(jié)束搜索，若是，則輸出序列結(jié)果，否則返回步驟30。本發(fā)明給出了風險連瑣性之間的關(guān)聯(lián)影響。
【專利說明】一種基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力信息管理技術(shù)，尤其涉及一種基于CM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi) 害預(yù)測模型建模方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在《復(fù)雜電力系統(tǒng)一類連鎖反應(yīng)事故可靠性評估模型和算法》研宄中，它對評估復(fù) 雜電力系統(tǒng)連鎖反應(yīng)事故的模型進行了研宄。將變電站的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)網(wǎng)架相結(jié)合，統(tǒng)一建 立了復(fù)雜電力系統(tǒng)連鎖反應(yīng)事故分析的元件模型，提出了一種全新的可靠性評估的繼電 保護模型，可以將繼電保護的故障反映到斷路器的模型中，從而在評估中計入了繼電保護 的影響。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了一套復(fù)雜電力系統(tǒng)連鎖反應(yīng)事故的評估算法，包括變電站內(nèi) 部的故障分析、網(wǎng)絡(luò)的拓撲追蹤、系統(tǒng)的連通性判斷及系統(tǒng)狀態(tài)的評估算法等。該算法通過 對變電站和整個系統(tǒng)2個層次的分析，將變電站結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)合，全面考慮各種故障 組合對系統(tǒng)運行的危害程度。計算表明，應(yīng)用所提算法對系統(tǒng)的復(fù)雜電力系統(tǒng)連鎖反應(yīng)事 故進行分析，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中更深層次的問題，暴露系統(tǒng)大面積停電的隱患，找出系 統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。對IEEE - RTS算例系統(tǒng)的計算表明了此算法的正確性和有效性。
[0003] 《現(xiàn)代電力系統(tǒng)連鎖性大停電事故機理研宄綜述》一文中，對現(xiàn)代電力系統(tǒng)連鎖性 大停電事故的機理進行了闡述。根據(jù)不同的建模出發(fā)點將連鎖大停電的研宄分成2大類： 一類是基于潮流計算和穩(wěn)定分析的研宄，主要介紹了基于復(fù)雜系統(tǒng)理論的建模分析和模式 搜索策略；另一類是基于電網(wǎng)拓撲的研宄，主要論述了關(guān)于小世界網(wǎng)絡(luò)模型和無標度網(wǎng)絡(luò) 模型的研宄。最后探討了一些可能的進行電力系統(tǒng)連鎖故障研宄所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問 題。
[0004] 《電網(wǎng)連鎖故障的事故鏈模型》一文中提到，連鎖故障是誘發(fā)電網(wǎng)大面積停電事故 的主要原因之一。事故鏈可以恰當?shù)乇碚鬟B鎖故障的特征。建立基于事故鏈的電網(wǎng)連鎖故 障模型，是實施連鎖故障預(yù)測、預(yù)控的基礎(chǔ)，對防止發(fā)生大停電事故具有重要意義。文中 充分考慮連鎖故障過程中的主要影響因素，利用現(xiàn)有PSASP等分析工具，建立用于監(jiān)控的 連鎖故障的事故鏈模型。根據(jù)事故鏈與連鎖故障的關(guān)系，提出將故障選擇限制在供電路徑 上，從而有效降低了計算工作量；利用連鎖故障的事故鏈模型，可以采用安全科學的相關(guān) 方法實現(xiàn)連鎖故障的監(jiān)視和預(yù)控。對江西電網(wǎng)的實際應(yīng)用表明，該方法對分析區(qū)域性大停 電或電廠全停事故非常有效，并已在電網(wǎng)規(guī)劃中得到應(yīng)用。
[0005] 目前，在研宄連鎖性事故時，大部分學者都是人工指定初始故障，重點考慮后續(xù)故 障的預(yù)測方法。大多數(shù)系統(tǒng)針對標準系統(tǒng)的仿真時，未從綜合脆弱性角度選擇初始故障。對 于連瑣性的事故的算法上，不能因地制宜地考慮當?shù)氐沫h(huán)境因素給事故帶來的二次風險和 影響，未把相關(guān)事故解決后的衍生風險納入考慮的范疇內(nèi)，至使算法中產(chǎn)生的風險值比實 際發(fā)生的小，不能相對準確地預(yù)估連瑣性事件帶來的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方 法，它對二次風險和次生風險進行了良好的評估，其建立的預(yù)測模型對連瑣性事故引發(fā)的 風險影響范圍、影響深度和發(fā)生概率進行了良好的預(yù)測。
[0007] 本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種基于CM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模 方法，其特征在于，包括：
[0008] 步驟10,計算電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時的穩(wěn)態(tài)潮流和臨界狀態(tài)潮流，計算電網(wǎng)連鎖性 事故綜合性預(yù)測指標a i/p)，令故障級數(shù)p = 〇 ;
[0009] 步驟20,選取初始故障，令故障級數(shù)p = 1 ;
[0010] 步驟30,計算P級故障發(fā)生后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)潮流與臨界狀態(tài)潮流；
[0011] 步驟40,判斷是否有支路潮流越限或節(jié)點低電壓，若有，則根據(jù)整定值切除負荷后 返回步驟30,否則執(zhí)行步驟50 ;
[0012] 步驟50,形成當前氣象條件下高風險支路集合Vh;
[0013] 步驟60,判斷Vh*是否有覆冰率Φ ij>0. 7的支路，若是，則執(zhí)行步驟70 ;否則計 算所有支路的綜合裕度預(yù)測指標Ci/15+1)，選擇Min ΙΑ/Ρ+1)}的支路作為下級故障，然后執(zhí)行 步驟90 ;
[0014] 步驟70,計算集合Vh中每條支路的￡/，及/，，根據(jù)σ,/計算綜合裕度預(yù)測 指標(；/ ρ+1);其中，當?shù)讦鸭壒收习l(fā)生后，a u(p)綜合反映了線路在系統(tǒng)中當前狀態(tài)下的結(jié)構(gòu) 和狀態(tài)脆弱性；覆冰率定義為覆冰厚度與導線覆冰極限承受值的比值
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特征在于，包括： 步驟10,計算電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時的穩(wěn)態(tài)潮流和臨界狀態(tài)潮流，計算電網(wǎng)連鎖性事故 綜合性預(yù)測指標ai/p)，令故障級數(shù)p= 〇 ; 步驟20,選取初始故障，令故障級數(shù)p= 1 ; 步驟30,計算p級故障發(fā)生后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)潮流與臨界狀態(tài)潮流； 步驟40,判斷是否有支路潮流越限或節(jié)點低電壓，若有，則根據(jù)整定值切除負荷后返回 步驟30,否則執(zhí)行步驟50; 步驟50,形成當前氣象條件下高風險支路集合Vh; 步驟60,判斷％中是否有覆冰率Φij>0. 7的支路，若是，則執(zhí)行步驟70 ;否則計算所 有支路的綜合裕度預(yù)測指標(；/ρ+1)，選擇MinΙΑ/Ρ+1)}的支路作為下級故障，然后執(zhí)行步驟 90 ； 步驟70,計算集合Vh中每條支路的EBi/,α根據(jù)aJ計算綜合裕度預(yù)測指標 廠（P+1). ^ij? 步驟80,選擇Min{A/p+1)}的支路作為下級故障； 步驟90,判定系統(tǒng)是否結(jié)束搜索，若是，則輸出序列結(jié)果，否則返回步驟30。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特 征在于，所述步驟10中采用內(nèi)點法計算臨界狀態(tài)潮流。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特 征在于，所述計算電網(wǎng)連鎖性事故綜合性預(yù)測指標ai/p)的公式如下
式中：Γ~α，j)為"發(fā)電-負荷"節(jié)點對（m，η)間加上單位注入電流元后，在線路（i，j)上引起的電流;Wm為發(fā)電機節(jié)點m的權(quán)重，取發(fā)電機實際出力；Wn為負荷節(jié)點η的權(quán)重， 取實際負荷；G和L為所有發(fā)電節(jié)點和負荷節(jié)點的集合。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特 征在于，所述步驟40中根據(jù)整定值切除負荷的方法為，每級故障后判斷所有節(jié)點電壓是否 低于額定電壓的90%，如果是，則切該節(jié)點10%的負荷。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特 征在于，所述步驟60和70中，計算綜合裕度預(yù)測指標(；/ ρ+1)的公式為
式中：第一項表示支路ij在P級故障后的綜合脆弱性指標，包含裕度指標加權(quán)結(jié)構(gòu)因 子；第二項表示支路ij第P級故障后在第P-I級故障的基礎(chǔ)上綜合指標的變化率，第三項 表示支路ij第P級故障在第P-2級故障的基礎(chǔ)上綜合指標的變化率。
6. 如權(quán)利要求1所述的基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特 征在于，所述步驟30中采用線性靈敏度法計算臨界狀態(tài)潮流。
7. 如權(quán)利要求1所述的基于CIM標準的電網(wǎng)連鎖性事故災(zāi)害預(yù)測模型建模方法，其特 征在于，高風險支路集合￥11是包括可劃分為5個等級的V=IVpV2JyV4J5I的集合，集合 中各元素依次對應(yīng)一級故障、二級故障、三級故障、四級故障、五級故障。
【文檔編號】G06Q10/04GK104463376SQ201410817796
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】王平, 趙翔宇, 王成亮, 白加林, 趙維興, 陳銳, 李國權(quán), 賈海軍 申請人:貴州電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心, 深圳市易聆科信息技術(shù)有限公司