【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于连锁故障脆弱线路辨识，具体涉及到一种电力系统故障脆弱线路辨识系统。
技术介绍
1、脆弱线路：电网中存在少数线路，它们对连锁故障的发展有关键作用。严重的电力系统连锁故障会导致整个电力网络的解列，引发大面积停电，给社会带来极大的经济损失。随着电力系统的不断发展，电力网络的逐步形成，电网的运行越来越接近其极限水平，因此对寻找电力系统连锁故障中的脆弱线路的研究与分析非常必要。
2、现有的电力系统脆弱线路辨识方法主要有两类，分别基于电力系统状态分析和复杂网络分析，电力系统状态分析的代表性方法是熵理论，但是状态分析方法普遍依赖于多次开断线路的潮流计算，即使采用直流潮流计算，时间成本也较高，不能满足安全分析的实时性要求，且现有关键线路辨识方法较少考虑线路两端节点信息以及对线路偶然故障考虑不足，而且现有的电力系统故障脆弱线路在辨识完成后，只能对高风险故障路径或故障路径位置进行大范围定位，而不能对故障节点进行精准定位，故障维修时间耗费较长。
3、因此，亟需提供一种电力系统故障脆弱线路辨识系统来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术电力系统脆弱线路辨识方法主要有两类，分别基于电力系统状态分析和复杂网络分析，电力系统状态分析的代表性方法是熵理论，但是状态分析方法普遍依赖于多次开断线路的潮流计算，即使采用直流潮流计算，时间成本也较高，不能满足安全分析的实时性要求，且现有关键线路辨识方法较少考虑线路两端节点信息以及对线路偶然故
2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，包括数据采集模块、数据处理模块、辨识模块以及定位模块，所述数据采集模块、数据处理模块、辨识模块和定位模块之间均建立通信连接，该系统通过多模块协同工作，实现对电力系统中脆弱线路的快速辨识和故障定位；
3、所述数据采集模块包括数据库模型、指标采集单元、数据预处理单元，所述指标采集单元用于采集指标数据和节点数据，并将采集的指标数据传输至所述数据库模型；
4、所述数据处理模块包括计算单元和指标数据排序单元，所述计算单元用于接收数据库模型传输的指标数据，并对各项所述指标数据进行实时计算分析，得到指标数据集，并将指标数据集无线传输至指标数据排序单元；
5、所述指标数据排序单元用于接收所述计算单元计算得到的指标数据集，并对每个所述指标数据集中的数据组合按照顺序进行排列，得出电力线路重要度排序集合；
6、所述辨识模块包括关键线路辨识单元和攻击单元，所述攻击单元用于对输电线路进行攻击，并按照所述指标数据排序单元得到的线路重要度排序集合依次进行攻击，并结合预设的系统最优失负荷量进行验证电力线路的重要性；
7、所述定位模块用于接收数据采集模块采集的节点数据，并对节点数据进行计算分析，对电力线路发生故障时故障节点的位置进行定位。
8、进一步的，所述数据库模型用于为数据实时采集和处理提供平台，并提供实时保护机制，所述数据库模型的开发基于linux系统；
9、所述指标数据包括电压稳定性指标数据、容量裕度指标数据、实时故障率指标数据和拓扑联系度指标数据；
10、所述数据预处理单元用于对指标数据进行预处理，包括数据清洗、格式转换和标准化处理。
11、进一步的，所述指标采集单元使用数据采集与监视控制组件以及相量测量组件进行实时数据采集，所述数据采集与监视控制组件用于采集电网的实时运行数据，所述相量测量组件用于提供高精度的指标数据和节点数据；
12、所述电网的实时运行数据包括线路i―j中电路元件对电流的阻抗、线路i―j的电阻、线路i―j的有功功率、线路i―j的品质因数、线路i―j的线路阻抗、线路i―j的对地导纳、线路i―j中流过的电流、线路i―j运行时的线路传输功率、线路i-j允许的最大传输容量、电网等效停机率、电网节点总数、电网线路总数；
13、所述节点数据包括节点i或节点j对地导纳、线路末端的对地导纳、节点i或节点j的电压向量、节点i或节点j的相角、节点i或节点j的功率。
14、进一步的，所述数据处理模块中电压稳定性指标数据的计算公式如下：
15、线路i-j的电压方程为：
16、ui＝uj+iij(r+jx)
17、其中，
18、将电压方程按实部和虚部分别展开：
19、
20、两式均为关于uj的二次方程，若方程有解则满足：
21、
22、根据支路末端电压ui有解的条件定义电压稳定性指标lu―ij为：
23、lu―ij＝max(lu1,lu2)
24、其中，
25、
26、其中，x为线路i―j中电路元件对电流的阻抗；r为线路i―j的电阻；j为节点对地导纳支路；b为线路末端的对地电纳；p为有功功率；q为线路i―j的品质因数；ui和uj分别为节点i和节点j的电压向量；δ为节点i和节点j的相角差，根据节点i的相角减去节点j的相角得到；r+jx为线路阻抗；为线路对地导纳；pi+jqi和pj+jqj分别为节点i的注入功率和节点j的流出功率；iij为线路中流过的电流。
27、进一步的，所述处理模块中容量裕度指标数据的计算公式如下：
28、
29、其中，ls―ij为容量裕度指标数据；sij为线路i-j在当前运行状态下的线路传输功率；sij―max为线路i-j允许的最大传输容量；e为电网等效停机率。
30、进一步的，所述处理模块中实时故障率指标数据计算公式如下：
31、线路i-j处于恶劣气象条件的偶然故障率λ2―ij：
32、
33、其中，λij为线路i-j故障率统计平均值，由线路i-j中预设的传感器获取线路故障次数，根据线路故障次数得到故障率统计平均值；fij为线路i-j为线路i―j处于极端天气的概率，根据所述数据库模型中的实时数据得到；f′ij为在极端条件下发生故障占总故障次数的比例，根据所述数据库模型中采集的数据得到。
34、进一步的，所述处理模块中拓扑联系度指标lk―ij的计算公式如下：
35、
36、其中，
37、其中，k为电网中所有节点度数的平均值，根据线路i―j中预设的多个传感器获取度数数据，并除以传感器数量得到；m为电网中所有节点的集合，根据电网节点总数计算得到；n为电网节点总数；l为电网线路总数。
38、进一步的，所述辨识模块中的关键线路辨识单元对电压稳定性指标数据、容量裕度指标数据、实时故障率指标数据和拓扑联系度指标数据进行接收，并根据指标数据对关键线路进行辨识本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于：包括数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、辨识模块(3)以及定位模块(4)，所述数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、辨识模块(3)和定位模块(4)之间均建立通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述数据库模型用于为数据实时采集和处理提供平台，并提供实时保护机制，所述数据库模型的开发基于Linux系统；
3.根据权利要求2所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述指标采集单元使用数据采集与监视控制组件以及相量测量组件进行实时数据采集，所述数据采集与监视控制组件用于采集电网的实时运行数据，所述相量测量组件用于提供高精度的指标数据和节点数据；
4.根据权利要求3所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述数据处理模块(2)中电压稳定性指标数据的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述处理模块(2)中容量裕度指标数据的计算公式如下：
6.根据权利要求5所述
7.根据权利要求6所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述处理模块(2)中拓扑联系度指标LK―ij的计算公式如下：
8.根据权利要求1所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述辨识模块(3)中的关键线路辨识单元对电压稳定性指标数据、容量裕度指标数据、实时故障率指标数据和拓扑联系度指标数据进行接收，并根据指标数据对关键线路进行辨识分析，得到线路i―j中的负荷节点集合和负荷节点n的所有功失负荷量。
9.根据权利要求8所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述辨识模块(3)中系统最优失负荷量为：
10.根据权利要求1所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述定位模块(4)对电力线路发生故障时故障节点的位置进行定位包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于：包括数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、辨识模块(3)以及定位模块(4)，所述数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、辨识模块(3)和定位模块(4)之间均建立通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述数据库模型用于为数据实时采集和处理提供平台，并提供实时保护机制，所述数据库模型的开发基于linux系统；
3.根据权利要求2所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述指标采集单元使用数据采集与监视控制组件以及相量测量组件进行实时数据采集，所述数据采集与监视控制组件用于采集电网的实时运行数据，所述相量测量组件用于提供高精度的指标数据和节点数据；
4.根据权利要求3所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述数据处理模块(2)中电压稳定性指标数据的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种电力系统故障脆弱线路辨识系统，其特征在于，所述处理模...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚荣斌，孙成祥，郑典元，郑宇航，杨乐新，
申请(专利权)人：连云港师范高等专科学校，
类型：发明
国别省市：
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