專利名稱：電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的n-2組合故障快速排序方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行與控制領(lǐng)域，更具體地-沈本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)暫 態(tài)穩(wěn)定故障集排序技術(shù)，適用于對電力系統(tǒng)任意組合的N-2故障按暫態(tài)穩(wěn)定性 的嚴(yán)重程度進(jìn)行排序。
背景技術(shù)：
N-2故障通常是指電網(wǎng)中失去兩個元件的故障。電力系統(tǒng)中元件眾多，任意 組合的N-2故障數(shù)目很大，若對每一個N-2組合故障都進(jìn)行詳細(xì)的暫態(tài)穩(wěn)定計 算和分析，工作量巨大。為此，需要從任意組合的N-2故障集中篩選出暫態(tài)穩(wěn) 定性相對嚴(yán)重的故障集，再對篩選出的N-2故障集進(jìn)行詳細(xì)的暫態(tài)穩(wěn)定計算和 分析，這就需要對N-2組合故障集進(jìn)行快速排序。
現(xiàn)有的解決方法是電網(wǎng)計算分析人員針對電網(wǎng)的實際運行方式，憑經(jīng)驗設(shè) 定少量的N-2組合故障，進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計算和分析，其可靠性與電網(wǎng)計算分析 人員的經(jīng)馬全是緊密相關(guān)的。因此，急需提出電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合 故障快速排序方法，降低N-2組合故障集的設(shè)置對電網(wǎng)計算分析人員經(jīng)驗的依 賴程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方法，其目 的在于在電網(wǎng)運行方式及模型和參數(shù)確定的情況下，對大量的N-2組合故障 按暫態(tài)穩(wěn)定性的嚴(yán)重程度進(jìn)行排序，以便對N-2組合故障進(jìn)行篩選，從而只對排在前面的少量N-2組合故障進(jìn)行詳細(xì)的暫態(tài)穩(wěn)定計算和分析，代替對所有N-2 組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定詳細(xì)計算和分析，極大地提高任意N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn) 定詳細(xì)計算和分析的效率。
本發(fā)明基于N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定量化評估信息，結(jié)合第二個開斷元件的功 率變化對第一個故障元件的暫態(tài)穩(wěn)定臨界發(fā)電機(jī)群的功率靈敏度信息，計算出 N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，來實現(xiàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組 合故障集的排序。
本發(fā)明所涉及的N-2組合故障為第一個元件的故障是故障發(fā)生后經(jīng)過一段 時間該元件跳開，第二元件故障為直接跳開的故障。
具體地說，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的，包括下列步驟 (1)根據(jù)電網(wǎng)運行方式及^f莫型和參數(shù)，對一個N-1故障場景進(jìn)行時域仿真，采 用EEAC計算出該N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度及臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的參與 因子；
方式；
(3) 針對步驟(2)生成的N-l故障清除后的運行方式，采用潮流靈敏度分析方 法計算出第二個開斷元件的有功功率變化對第一個故障元件的暫態(tài)穩(wěn)定 臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的有功功率靈敏度，即M，其中S為臨界群中第i 臺發(fā)電機(jī)的有功功率，戶為第二個開斷元件的有功功率；
(4) 采用公式(l-;;)t(GM)/丄計算出該N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指
3尸
標(biāo)，其中ri為步驟(l)中計算出的N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度，L為該N-l故 障的暫態(tài)穩(wěn)定臨界群發(fā)電機(jī)臺數(shù)，C,為臨界群中第i臺發(fā)電機(jī)的參與因子；
(5) 重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，計算出該N-l故障的總共n-l個N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中n為設(shè)定的需要進(jìn)行任意N-2組合故障集篩 選的電網(wǎng)元件個數(shù)；
(6) 重復(fù)步驟(1)至步驟(5),計算出m個N-1故障的總共mx("-l)個N-2組合 故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中m為N-l故障總數(shù)；
(7) 依據(jù)N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)對所有的N-2組合故障進(jìn)行由 大到小的排序。
本發(fā)明提出的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方法，可以 用于在電網(wǎng)運行方式及^t型和參數(shù)確定的情況下，對大量的N-2組合故障按暫 態(tài)穩(wěn)定性的嚴(yán)重程度進(jìn)行排序，以便對N-2組合故障進(jìn)行篩選，從而只對排在 前面的少量N-2組合故障進(jìn)行詳細(xì)的暫態(tài)穩(wěn)定計算和分析，代替對所有N-2組 合故障的暫態(tài)穩(wěn)定詳細(xì)計算和分析，在確保不遺漏暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重的N-2組合故 障的前提下，極大地提高任意N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定詳細(xì)計算和分析的效率。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖1，對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1中步驟1描述的是N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定量化分析，即根據(jù)電力系統(tǒng)運 行方式及相應(yīng)的模型與參數(shù)，采用基于時域仿真軌跡的EEAC方法計算出第k個 N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度及臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的參與因子，其中k表示N-l故 障的序號；
圖1中步驟2描述的是N-l故障清除后的運行方式生成，即在初始運行方式中去除步驟1中所分析的N-1故障元件，直接生成N-l故障后的運行方式；
圖1中步驟3描述的是第二個開斷元件的有功功率變化對第一個故障元件 的暫態(tài)穩(wěn)定臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的有功功率靈敏度計算，即針對步驟2生成的 N-l故障清除后的運行方式，采用潮流靈敏度分析方法計算出第二個開斷元件j 的有功功率變化對第一個故障元件的暫志穩(wěn)定臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的有功功率
靈每文度，即^，其中S為臨界群中第i臺發(fā)電機(jī)的有功功率，g為第二個開斷 巧
元件j的有功功率，j為N-2組合故障中的元件序號；
圖1中步驟4描述的是N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)計算，即采
用公式(l-^)t(C,!)/丄計算出該N-2組合故障(即為第k個N-l故障與第j個 5 3尸；
元件的組合故障)的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中;^為步驟1中計算出的第k 個N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度，L為該N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定臨界群發(fā)電機(jī)臺數(shù)，C,
為臨界群中第i臺發(fā)電機(jī)的參與因子；
圖1中步驟5描述的是針對步驟1中的N-1故障元件的N-2組合故障暫態(tài) 穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)計算的循環(huán)，即重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，計算出該N-l故障 的總共n-l個N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中n為設(shè)定的需要進(jìn) 行任意N-2組合故障集篩選的電網(wǎng)元件個數(shù)；
圖1中步驟6描述的是針對m個N-l故障的N-2組合故障暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程 度指標(biāo)計算的循環(huán)，即重復(fù)步驟(1)至步驟(5),計算出m個N-l故障的總共 l)個N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)； 圖1中步驟7描述的是針對所有N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度進(jìn)行排序， 即依據(jù)N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)對所有的N-2組合故障進(jìn)行由大 到小的排序。
權(quán)利要求
1、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)電網(wǎng)運行方式及模型和參數(shù)，對一個N-1故障場景進(jìn)行時域仿真，采用暫態(tài)功角穩(wěn)定量化分析理論和方法-擴(kuò)展等面積準(zhǔn)則(EEAC)計算出該N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度及臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的參與因子；(2)針對該N-1故障，生成該故障清除后的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運行方式；(3)基于N-1故障清除后的運行方式，采用潮流靈敏度分析方法計算出第二個開斷元件的有功功率變化對第一個故障元件的暫態(tài)穩(wěn)定臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的有功功率靈敏度；(4)綜合N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度、臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的參與因子和第二個開斷元件對臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的有功功率靈敏度，計算出該N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)；(5)重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，直至該N-1故障的所有N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)全部計算出來；(6)重復(fù)步驟(1)至步驟(5)，直至每個N-1故障的所有N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)全部計算出來；(7)依據(jù)N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)對所有的N-2組合故障進(jìn)行由大到小的排序。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方 法，其特征在于，步驟(l)采用EEAC進(jìn)行N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定量化分析， 計算出N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度及臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的參與因子。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方 法，其特征在于，步驟(2)的實現(xiàn)方法是在初始的電網(wǎng)運行方式上去除步驟(l)中的故障元件，直接生成新的運行方式。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方法，其特征在于，步驟(3)的實現(xiàn)方法是針對步驟(2)生成的N-1故障清除后的運行方式，采用潮流靈敏度分析方法計算出第二個開斷元件的有功功率變化對第一個故障元件的暫態(tài)穩(wěn)定臨界群中各臺發(fā)電機(jī)的有功功率靈敏度，即^，其中《為臨界群中第i臺發(fā)電機(jī)的有功功率，,為第二個開 3尸斷元件的有功功率。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方 法，其特征在于，步驟(4)的實現(xiàn)方法是釆用公式(1-T7)^(C,皿)/Z計算出該N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中ti為步驟(l)中計算出的 N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定裕度，L為該N-l故障的暫態(tài)穩(wěn)定臨界群發(fā)電機(jī)臺數(shù)， C,為臨界群中第i臺發(fā)電機(jī)的參與因子。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方 法，其特征在于，步驟(5)是重復(fù)步驟(3)和步驟(4),計算出該N-1故障 的總共n-l個N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中n為設(shè)定的需 要進(jìn)行任意N-2組合故障集篩選的電網(wǎng)元件個數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方 法，其特征在于，步驟(6)是重復(fù)步驟(1)至步驟(5)，計算出m個N-l故 障的總共mx("-1)個N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，其中m為N-l 故障總數(shù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方 法，其特征在于，步驟(7)是按N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)的 大小進(jìn)行排序。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行與控制領(lǐng)域，提出了一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障快速排序方法，用于對電力系統(tǒng)任意組合的N-2故障按暫態(tài)穩(wěn)定性的嚴(yán)重程度進(jìn)行排序。本方法基于N-1故障的暫態(tài)穩(wěn)定量化評估信息，結(jié)合第二個開斷元件的功率變化對第一個故障元件的暫態(tài)穩(wěn)定臨界發(fā)電機(jī)群的功率靈敏度信息，計算出N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定嚴(yán)重程度指標(biāo)，來實現(xiàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的N-2組合故障集的排序。本發(fā)明可以用于在電網(wǎng)運行方式及模型和參數(shù)確定的情況下，對大量的N-2組合故障按暫態(tài)穩(wěn)定性的嚴(yán)重程度進(jìn)行排序，從而只對排在前面的少量N-2組合故障進(jìn)行詳細(xì)的暫態(tài)穩(wěn)定計算和分析，極大地提高任意N-2組合故障的暫態(tài)穩(wěn)定詳細(xì)計算和分析的效率。
文檔編號G06F17/50GK101673948SQ20091003595
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者崔曉丹, 徐泰山, 方勇杰, 李碧君, 楊衛(wèi)東, 薛禹勝, 許劍冰, 許立雄, 鮑顏紅 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司