电网故障分区方法技术

一种电网故障分区方法，该方法包括步骤：A、建立电网内线路的脆弱性指标，形成电网的脆弱线路集合；B、当电网内发生故障时，判断故障是否发生在脆弱线路集合中，若是则运行步骤C，否则结束；C、以故障线路节点或与之相连的脆弱线路的节点为起点，判断与其连接的线路的脆弱性指标，如脆弱性指标小于预定阈值，则将所述线路归入边界线路，否则所述线路的另一个节点归入故障区域，继续判断与其连接的线路的脆弱性指标，直至找到边界线路。D、将电网划分为故障区域或非故障区域。通过采用本发明专利技术的电网故障分区方法，能够在发生故障时，将故障线路隔离在一个小的区域内，使故障不会大范围的传播，防止大停电事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，该方法包括步骤：A、建立电网内线路的脆弱性指标，形成电网的脆弱线路集合；B、当电网内发生故障时，判断故障是否发生在脆弱线路集合中，若是则运行步骤C，否则结束；C、以故障线路节点或与之相连的脆弱线路的节点为起点，判断与其连接的线路的脆弱性指标，如脆弱性指标小于预定阈值，则将所述线路归入边界线路，否则所述线路的另一个节点归入故障区域，继续判断与其连接的线路的脆弱性指标，直至找到边界线路。D、将电网划分为故障区域或非故障区域。通过采用本专利技术的，能够在发生故障时，将故障线路隔离在一个小的区域内，使故障不会大范围的传播，防止大停电事故的发生。【专利说明】
本专利技术涉及电力系统设备领域，特别涉及一种。
技术介绍
目前随着电网规模的日益扩大，一旦出现电网故障给人们带来的损失也越来越 大。2003年，美国、加拿大、英国、俄罗斯等国就相继发生了大面积停电事故，其中8月14 日发生在美国和加拿大的大停电事故受影响的地区大约2. 4万平方公里（合9300平方英 里），受影响的人口多达5千万，仅纽约地区就停电29个小时，该段时间内纽约失负荷总数 为1. 79亿千瓦时，其经济损失高达300亿美元。2008年初，持续冰冻雨雪天气袭击了我国 南方地区，造成了南方电网大面积停电，其中，10kV杆塔倒塌7541座，35kV变电站停电859 座，负荷损失达62. 09亿千瓦时，受影响的人口多达2. 6亿，经济损失高达62. 3亿人民币。 因此电网大停电事故所造成的后果，不仅会造成严重的经济损失，还会严重影响到社会秩 序和人民生活。 近几年来，国家电网正处于"大电网、大机组、高电压、高自动化"的高速发展阶段， 所面临的安全风险与挑战正日益严峻。面对风险与挑战，古道有云："未雨绸缪"、"防患于未 然"。因此，如何及时发现电网潜在故障或事故风险及其影响，将电网故障或事故消解于"未 然"，具有十分重要的理论价值与实践意义。 为此提出了电网故障分区控制策略，电网故障分区控制策略就是为了防止电网事 故或故障的发生而"防患于未然"的一种分区控制策略，即当电网某个局部发生预想故障 时，通过预想断开若干不会引起其他输电线路故障的线路，即形成故障区域最小分区控制 断面割集，从而将故障隔离在一个很小的区域内，以便于采取相应的分区控制策略，降低或 避免发生连锁反应造成损失严重的大停电事故。目前，如何进行电网故障时进行分区的技 术很少，基本是以人工分区或者按照管辖范围划分为主，这样的分区不能考虑电网本身的 技术性能参数，具有盲目性。 另一方面，从电网事故主因来看，电网故障多可以追溯到电网中某些环节存在薄 弱的因素，即电网中存在脆弱单元。目前，电网脆弱性研究致力于找出电网中存在的脆弱单 元，主要分为结构性脆弱和状态性脆弱两类。其中，结构性脆弱是指网络中某一单元或某一 些单元退出或相继退出运行后，网络保持其拓扑结构完整并正常运行的能力，它反映了电 网内在本质的特征；状态性脆弱是指电网受到扰动或者故障之后，状态变量发生变化以及 向临界值逼近，反映了电网从稳定运行状态过渡到临界失稳状态的过程，反映了系统承受 干扰的能力。可见，电网结构脆弱性研究仅与电网本身的拓扑结构有关，无法反应电网时刻 变化的状态；而状态脆弱性研究虽然考虑了电网时刻变化的状态，但忽略了影响电网可靠 性的关键因素一电网结构。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于，基于电网结构、运行状态等的多种脆弱性指标，使得 电网在预想故障情况下确定最小故障割集，形成最小控制分区，降低或避免电网大停电事 故的发生，提高电网的安全运行水平与可靠性。 为了实现上述目的，本专利技术提出了一种，该方法具有步骤:A、建 立电网内线路的脆弱性指标，形成电网的脆弱线路集合；B、当电网内发生故障时，判断故障 是否发生在脆弱线路集合中，若是则运行步骤C，否则结束；C、以故障线路节点或与之相连 的脆弱线路的节点为起点，判断与所述节点连接的线路的脆弱性指标，如脆弱性指标小于 预定阈值，则将所述连接的线路归入边界线路，否则所述连接的线路的另一个节点归入故 障区域，继续判断与所述另一个节点连接的线路的脆弱性指标，直至找到边界线路；D、将电 网划分为故障区域或非故障区域。 其中所述电网内线路的脆弱性指标包括结构性脆弱指标和状态性脆弱指标，所述 线路的脆弱性指标为既考虑结构性脆弱指标又考虑状态性脆弱指标的指标。 以上形成电网的脆弱线路集合的步骤包括： 建立电网内线路的脆弱性指标，分析按照脆弱性指标由大到小的顺序攻击电网内 线路时，电网连通水平小于预定水平时受攻击的线路条数，计此时有a条线路，并将所述a 条线路归入脆弱线路集合。 其中所述预定水平根据电网重要等级确定：当电网的安全等级高时所述预定水平 高；当电网的安全等级低时所述预定水平低，取值范围为40%?80%。 本专利技术所述分析获得a条线路之后，进一步包括：对电网按照 脆弱性指标由大到小的顺序攻击后续电网线路，攻击条数为a条，次数为电网总线路除以a 后的整数值，或者依照随机方式攻击a条线路，得出电网受攻击后的电网连通水平散点图， 根据所述脆弱性指标下电网连通水平散点图的变化，判断所述脆弱性指标是否符合导致大 停电事故发生的机理，如果符合则将权利要求3中所分析获得的a条线路归入脆弱线路集 合，否则重新确定电网内线路的脆弱性指标。 另外，所述步骤C之前，进一步包括：C0、判断所述脆弱线路集合中的线路是否紧 密相连，若脆弱线路之间有非脆弱线路的连接线路，则判断断开所述连接线路是否引起连 锁故障，若不引起连锁故障，则将所述连接线路断开，并将所述连接线路归入步骤C中所述 的边界线路。 另一方面，所述预定阈值为：按照脆弱性指标由小到大的顺序依次攻击电网线路， 当攻击后电网连通水平小于σ时，最后被攻击的线路的脆弱性指标；其中，σ取值范围为 95%?100%。 本专利技术，其中所述步骤C0之后，进一步包括网络拓扑预处理步 骤：C1、将只与另外一个节点连接的节点与所述另外一个节点合并，简化电网结构。 另外，所述步骤C之后，进一步包括：D0、判断所述边界线路的故障区域外节点在 边界集合中出现的次数与该节点的节点度数之间的大小关系，若相等，则说明该节点为孤 立节点，将其归入的故障区域，并将该线路从边界线路集合中剔除形成新的边界线路集合； D1、将所述边界线路的故障区域外节点放入非故障区域，并以此节点为起点搜索与该节点 相连的所有节点，将其归入该节点所在的非故障区域，并以新放入的节点为起点继续搜索 与其相连的节点，直到没有相连的节点为止，则该非故障区域形成；D2、继续对剩余节点和 线路执行步骤D1，直至电网所有故障区域外节点均被归入一个或多个非故障区域。 其中如果某非故障区域仅包括纯负荷区域或者纯发电区域，则将该非故障区域和 与之相连的故障区域或非故障区域合并。 本专利技术，其中步骤D之后进一步包括：E、确定各分区内的功率 差额，如果某分区功率差额不能满足所述分区功率平衡需求，则调整所述分区与相邻分区， 将相邻分区的负荷或发电机归入所述分区，直至满足所述分区功率平衡需求。 通过采用本专利技术的，能够在发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网故障分区方法，所述方法包括以下步骤：A、建立电网内线路的脆弱性指标，形成电网的脆弱线路集合；B、当电网内发生故障时，判断故障是否发生在脆弱线路集合中，若是则运行步骤C，否则结束；C、以故障线路节点或与之相连的脆弱线路的节点为起点，判断与所述节点连接的线路的脆弱性指标，如脆弱性指标小于预定阈值，则将所述连接的线路归入边界线路，否则所述连接的线路的另一个节点归入故障区域，继续判断与所述另一个节点连接的线路的脆弱性指标，直至找到边界线路；D、将电网划分为故障区域或非故障区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑华，潘秀敏，袁语，高芬，宋晓旭，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11