枚举组合相继故障集的暂态安全稳定在线快速评估方法技术

本发明专利技术公开了一种枚举组合相继故障集的暂态安全稳定在线快速评估方法，属于电力系统安全稳定分析技术领域。本发明专利技术考虑电网运行状态变化的暂稳裕度估算，对相继故障组合的第一个故障后稳定运行状态下第二个故障的暂稳裕度进行估算；然后，根据暂稳裕度估算值由小到大顺序对相继故障集进行排序，优先对排序在前位的相继故障组合，进行针对第一个故障后稳定运行状态下第二个故障的暂稳量化评估，直至排序号连续的多个相继故障组合的暂稳裕度大于0，则直接判定排序在其后的相继故障组合都是暂态安全稳定的，实现枚举组合相继故障集的暂稳在线快速评估。本发明专利技术能够满足5分钟内实现大电网枚举组合相继故障集暂稳在线快速评估的要求。

【技术实现步骤摘要】
枚举组合相继故障集的暂态安全稳定在线快速评估方法
本专利技术属于电力系统安全稳定分析
，更准确地说，本专利技术涉及一种适用于针对发生时间间隔为分钟级的枚举组合相继故障集进行暂态安全稳定在线快速评估方法。
技术介绍
随着电力系统规模和新能源发电并网规模的不断扩大、电力市场的逐步推进，电力系统的运行状态变化越来越频繁，电力系统的安全稳定特性更为复杂，安全稳定在线评估必将成为调度运行控制的必备功能。为了实现安全稳定在线评估，特别是暂态安全稳定(简称为暂稳)在线评估，计算速度是关键，通常要求安全稳定在线评估必须在5分钟内完成。由于大电网暂稳在线评估的预想故障集规模比较大，单个故障的暂稳评估时间比较长，因此，投入实际运行的暂稳在线评估都是采用按故障算例并行的集群计算调度模式。在集群计算平台能力和电网计算规模确定的条件下，暂稳在线评估的计算速度与预想故障集的规模紧密相关。近年来国际上多起大停电事故统计调查与分析报告表明，连锁故障、相继故障是引发大停电事故的重要原因。由于电力系统中元件众多，枚举组合的相继故障数目很大，若对每个相继故障组合都进行详细的暂稳分析，计算量巨大。对于缓慢的相继故障(发生时间间隔在5分钟以上)的暂稳在线评估，可以通过在5分钟内完成单一故障的暂稳在线评估技术和故障后重启单一故障的暂稳在线评估技术来实现。但是对于相对快速的相继故障(发生时间间隔为1-5分钟)，由于枚举组合的相继故障数目很大，仅依靠扩大集群计算平台的规模难以实现大电网枚举组合相继故障的暂稳在线评估。基于已有的集群计算技术，采用专利申请“电力系统在线暂态安全稳定评估预想故障筛选方法”(受理号：201110279948.1)技术，可以满足在5分钟之内完成大电网任意单一故障的暂稳在线评估。该专利申请公开了一种利用历史的预想故障暂稳评估结果，结合电力系统当前运行状态与历史的预想故障暂稳评估结果所对应的运行状态之间的变化，进行当前运行状态下预想故障暂稳评估估算的方法(详见该专利申请公开文本中说明书的0009段至0025段)。但是，该专利申请中的技术方案仍无法实现大电网枚举组合相继故障的暂稳在线评估。
技术实现思路
本专利技术目的是：针对大电网中发生时间间隔为分钟级的枚举组合相继故障集规模巨大，基于现有的集群计算技术和暂态安全稳定在线评估技术，无法在5分钟内完成枚举组合相继故障集暂稳评估的问题，提出一种解决方案，从而实现大电网枚举组合相继故障集的暂稳在线快速评估，为调度运行控制人员应对短时间内发生相继故障给电网带来的暂态安全稳定风险提供技术手段。本专利技术的基本原理在于：由于发生时间间隔为分钟级的两个相继故障可以视为在第一个预想故障发生并清除后电网已经过渡到新的稳定运行状态时第二个预想故障才会发生，因此本专利技术提出先对枚举组合相继故障集中所有相继故障组合的第一个预想故障进行暂稳在线评估，再针对第一个预想故障的暂稳裕度不小于0的相继故障组合，对相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂稳裕度进行估算和由小到大排序，优先对排序在前位的相继故障组合，进行针对其第一个故障后稳定运行状态下第二个故障的基于详细模型时域仿真的暂稳量化评估，直至排序号连续的多个相继故障组合的暂稳裕度大于0且其中排序在最前位的相继故障组合与排序在最末位的相继故障组合的第二个预想故障的暂稳裕度之比小于设定值，则直接判定排序在其后的相继故障都是暂态安全稳定的，从而可满足在5分钟之内实现大电网枚举组合相继故障集暂稳在线快速评估的要求。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括如下步骤：1)针对电力系统当前运行状态S0，基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，采用基于详细模型时域仿真的暂态安全稳定量化评估方法，对枚举组合相继故障集F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障进行暂态安全稳定在线量化评估，得到F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定裕度和模式，进入步骤2)；预想故障的暂态安全稳定裕度是指预想故障的暂态功角稳定裕度、暂态电压稳定裕度、暂态电压跌落安全裕度和暂态频率偏移安全裕度中的最小值，暂态安全稳定模式包括暂态功角稳定的主导发电机群及发电机的参与因子、暂态电压稳定的薄弱负荷及其参与因子、暂态电压跌路安全的薄弱母线及其参与因子、暂态频率偏移安全的薄弱母线/发电机及其参与因子；2)对于F0中第一个预想故障的暂态安全稳定裕度小于0的相继故障组合，直接判定这些相继故障组合的暂态安全稳定裕度小于0；若F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定裕度都小于0，则结束本方法，否则，将F0中第一个预想故障的暂态安全稳定裕度不小于0的相继故障组合所构成的集合记为F1，进入步骤3)；3)基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，采用基于电力系统运行状态变化前的暂态安全稳定量化评估结果进行运行状态变化后暂态安全稳定裕度的估算方法，根据步骤1)中得到的各相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定在线量化评估的结果，计及各相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态与S0之间的变化，对F1中所有的相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度进行估算，进入步骤4)；所述相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态是指在S0的基础上，通过停运该相继故障组合的第一个预想故障相关联的元件后进行潮流计算所获得的运行状态；4)根据步骤3)得到的各相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度的估算值按由小到大顺序对F1中所有的相继故障组合进行排序，进入步骤5)；5)基于集群计算平台，按步骤4)排序后的F1中所有的相继故障组合的顺序，针对各相继故障组合的第一个故障清除后的稳定运行状态，基于详细模型时域仿真，将各相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定量化评估分别作为一个算例，按算例并行的计算调度模式进行计算处理，直至排序号连续的两个以上的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定裕度都大于0且其中排序在最前位的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定裕度与排序在最末位的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定裕度之比小于设定值，则直接判定排序在其后的所有相继故障组合都是暂态安全稳定的，结束本方法；否则，待F1中所有的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定量化评估完成后，结束本方法。上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤1)中在对F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障进行暂态安全稳定在线量化评估时，对于第一个预想故障相同的相继故障组合的暂态安全稳定在线量化评估只计算一次、不重复计算。上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤3)中在对F1中所有的相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度进行估算时，将F1中第一个预想故障相同的相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态计算以及这些相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度估算作为一个算例，且在算例中这些相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态计算只计算一次、不重复计算。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提出的针对发生时间间隔为分钟级的枚本文档来自技高网...

【技术保护点】
枚举组合相继故障集的暂态安全稳定在线快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)针对电力系统当前运行状态S0，基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，采用基于详细模型时域仿真的暂态安全稳定量化评估方法，对枚举组合相继故障集F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障进行暂态安全稳定在线量化评估，得到F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定裕度和模式，进入步骤2)；预想故障的暂态安全稳定裕度是指预想故障的暂态功角稳定裕度、暂态电压稳定裕度、暂态电压跌落安全裕度和暂态频率偏移安全裕度中的最小值，暂态安全稳定模式包括暂态功角稳定的主导发电机群及发电机的参与因子、暂态电压稳定的薄弱负荷及其参与因子、暂态电压跌路安全的薄弱母线及其参与因子、暂态频率偏移安全的薄弱母线/发电机及其参与因子；2)对于F0中第一个预想故障的暂态安全稳定裕度小于0的相继故障组合，直接判定这些相继故障组合的暂态安全稳定裕度小于0；若F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定裕度都小于0，则结束本方法，否则，将F0中第一个预想故障的暂态安全稳定裕度不小于0的相继故障组合所构成的集合记为F1，进入步骤3)；3)基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，采用基于电力系统运行状态变化前的暂态安全稳定量化评估结果进行运行状态变化后暂态安全稳定裕度的估算方法，根据步骤1)中得到的各相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定在线量化评估的结果，计及各相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态与S0之间的变化，对F1中所有的相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度进行估算，进入步骤4)；所述相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态是指在S0的基础上，通过停运该相继故障组合的第一个预想故障相关联的元件后进行潮流计算所获得的运行状态；4)根据步骤3)得到的各相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度的估算值按由小到大顺序对F1中所有的相继故障组合进行排序，进入步骤5)；5)基于集群计算平台，按步骤4)排序后的F1中所有的相继故障组合的顺序，针对各相继故障组合的第一个故障清除后的稳定运行状态，基于详细模型时域仿真，将各相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定量化评估分别作为一个算例，按算例并行的计算调度模式进行计算处理，直至排序号连续的两个以上的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定裕度都大于0且其中排序在最前位的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定裕度与排序在最末位的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定裕度之比小于设定值，则直接判定排序在其后的所有相继故障组合都是暂态安全稳定的，结束本方法；否则，待F1中所有的相继故障组合的第二个预想故障的暂态安全稳定量化评估完成后，结束本方法。...

【技术特征摘要】
1.枚举组合相继故障集的暂态安全稳定在线快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)针对电力系统当前运行状态S0，基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，采用基于详细模型时域仿真的暂态安全稳定量化评估方法，对枚举组合相继故障集F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障进行暂态安全稳定在线量化评估，得到F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定裕度和模式，进入步骤2)；预想故障的暂态安全稳定裕度是指预想故障的暂态功角稳定裕度、暂态电压稳定裕度、暂态电压跌落安全裕度和暂态频率偏移安全裕度中的最小值，暂态安全稳定模式包括暂态功角稳定的主导发电机群及发电机的参与因子、暂态电压稳定的薄弱负荷及其参与因子、暂态电压跌路安全的薄弱母线及其参与因子、暂态频率偏移安全的薄弱母线/发电机及其参与因子；2)对于F0中第一个预想故障的暂态安全稳定裕度小于0的相继故障组合，直接判定这些相继故障组合的暂态安全稳定裕度小于0；若F0中所有的相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定裕度都小于0，则结束本方法，否则，将F0中第一个预想故障的暂态安全稳定裕度不小于0的相继故障组合所构成的集合记为F1，进入步骤3)；3)基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，采用基于电力系统运行状态变化前的暂态安全稳定量化评估结果进行运行状态变化后暂态安全稳定裕度的估算方法，根据步骤1)中得到的各相继故障组合的第一个预想故障的暂态安全稳定在线量化评估的结果，计及各相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态与S0之间的变化，对F1中所有的相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态下第二个预想故障的暂态安全稳定裕度进行估算，进入步骤4)；所述相继故障组合的第一个预想故障清除后的稳定运行状态是指在S0的基础上，通过停运该相继故障组合的第一个预想故障相关联的元件后进行潮流计算所获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，鲍颜红，黄志龙，徐伟，刘强，曹路，周海锋，高凯，何晓洋，张艳军，
申请(专利权)人：国家电网公司，国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司华东分部，国网辽宁省电力有限公司，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11