一種大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，該方法包括如下步驟：步驟110：初始化電網(wǎng)，按照一定模式形成具有一定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目和相應(yīng)輸電線路的初始網(wǎng)絡(luò)；步驟120：計算網(wǎng)絡(luò)連鎖故障；步驟130：根據(jù)步驟120計算結(jié)果利用公式計算該規(guī)模網(wǎng)絡(luò)連鎖故障風(fēng)險值：步驟140：為初始網(wǎng)絡(luò)增加m個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，重新從步驟110執(zhí)行。本發(fā)明可以針對不同的電網(wǎng)增長模式進行計算，判斷在不同增長模式下的電網(wǎng)增長過程中的風(fēng)險，從而根據(jù)不同的情況選取不同的建設(shè)模式和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，選擇規(guī)模適度、電源與負(fù)荷點分布合理的輸電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及規(guī)劃方案，在負(fù)荷密集中心適量建設(shè)電源支撐點可加強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及輸送能力，降低連鎖故障風(fēng)險。
【專利說明】—種大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃領(lǐng)域，特別的，涉及一種對電網(wǎng)連續(xù)增長中可能出現(xiàn)的連鎖故障風(fēng)險的計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國電網(wǎng)從城市孤立電網(wǎng)發(fā)展成地區(qū)電網(wǎng)，再發(fā)展成省內(nèi)電網(wǎng)，進而發(fā)展為大區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，電壓等級不斷提高。隨著西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)大系統(tǒng)的建設(shè)，大電網(wǎng)一旦發(fā)生大停電，對人民生產(chǎn)生活影響巨大，經(jīng)濟損失慘重。大停電一般表現(xiàn)出連鎖故障的特點，因此，迫切需要研究大電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)過程中連鎖故障問題，為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
[0003]以往電網(wǎng)規(guī)劃中連鎖故障的研究只針對某一固定規(guī)模電網(wǎng)，未考慮實際中大電網(wǎng)的規(guī)模是處于不斷發(fā)展變化的狀態(tài)，不能預(yù)估某一電網(wǎng)處于未來不同規(guī)模下連鎖故障風(fēng)險；未針對大型輸電網(wǎng)特點進行研究，不能應(yīng)用這些方法得出大型電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中的連鎖故障風(fēng)險值，無法指導(dǎo)規(guī)劃部門建設(shè)連鎖故障風(fēng)險小、規(guī)模合理的大電網(wǎng)。
[0004]因此，針對發(fā)展變化中的大電網(wǎng)的連鎖故障特點進行研究，建立模擬大電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的生長模型進行連鎖故障風(fēng)險計算，指導(dǎo)規(guī)劃建設(shè)合理規(guī)模電網(wǎng)顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有 技術(shù)中沒有對大電網(wǎng)的連鎖故障進行分析，從而評估得到適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)擴容建設(shè)方案的問題，提出了一種大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法。
[0006]本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案:
[0007]步驟110:初始化電網(wǎng)，按照一定模式形成具有一定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目和相應(yīng)輸電線路的初始網(wǎng)絡(luò)；
[0008]步驟120:計算網(wǎng)絡(luò)連鎖故障:斷開初始網(wǎng)絡(luò)中任兩回線路，進行N-2擾動，計算潮流；設(shè)定線路功率越限條件以及節(jié)點電壓越限條件，如果有某條線路的線路流過功率越限或者某個節(jié)點的節(jié)點電壓越限，斷開相應(yīng)的越限線路和/或越限節(jié)點形成殘余網(wǎng)絡(luò)；之后重新計算所述殘余網(wǎng)絡(luò)的潮流，檢測是否有其它線路的線路流過功率越限或者其它節(jié)點的節(jié)點電壓越限，如果有則斷開相應(yīng)的越限線路和/或越限節(jié)點，形成新的殘余網(wǎng)絡(luò)，重復(fù)這一過程至最終的殘余網(wǎng)絡(luò)中所有線路流過功率和節(jié)點電壓不越限或者殘余網(wǎng)絡(luò)崩潰為止，然后統(tǒng)計并輸出如下數(shù)據(jù):第i次故障損失的負(fù)荷量，第i次故障損失的線路總條數(shù)，第i次故障損失的節(jié)點總個數(shù)，本次連鎖故障計算中總的擾動次數(shù)，總負(fù)荷量，某一規(guī)模下線路總條數(shù)，某一規(guī)模下節(jié)點總個數(shù)；
[0009]步驟130:利用公式(I)和公式(2)計算該規(guī)模網(wǎng)絡(luò)連鎖故障風(fēng)險值:
【權(quán)利要求】
1.一種大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，包括如下步驟: 步驟110:初始化電網(wǎng)，按照一定模式形成具有一定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目和相應(yīng)輸電線路的初始網(wǎng)絡(luò)； 步驟120:計算網(wǎng)絡(luò)連鎖故障:斷開初始網(wǎng)絡(luò)中任兩回線路，進行N-2擾動，計算潮流；設(shè)定線路功率越限條件以及節(jié)點電壓越限條件，如果有某條線路的線路流過功率越限或者某個節(jié)點的節(jié)點電壓越限，斷開相應(yīng)的越限線路和/或越限節(jié)點形成殘余網(wǎng)絡(luò)；之后重新計算所述殘余網(wǎng)絡(luò)的潮流，檢測是否有其它線路的線路流過功率越限或者其它節(jié)點的節(jié)點電壓越限，如果有則斷開相應(yīng)的越限線路和/或越限節(jié)點，形成新的殘余網(wǎng)絡(luò)，重復(fù)這一過程至最終的殘余網(wǎng)絡(luò)中所有線路流過功率和節(jié)點電壓不越限或者殘余網(wǎng)絡(luò)崩潰為止，然后統(tǒng)計并輸出如下數(shù)據(jù):第i次故障損失的負(fù)荷量，第i次故障損失的線路總條數(shù)，第i次故障損失的節(jié)點總個數(shù)，本次連鎖故障計算中總的擾動次數(shù)，總負(fù)荷量，某一規(guī)模下線路總條數(shù)，某一規(guī)模下節(jié)點總個數(shù)； 步驟130:利用公式(I)和公式(2)計算該規(guī)模網(wǎng)絡(luò)連鎖故障風(fēng)險值:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 在步驟110中的所述一定模式為均勻概率發(fā)展模式， 所述均勻概率發(fā)展模式為形成基礎(chǔ)節(jié)點數(shù)目和相應(yīng)輸電線路的網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上，往各個部分外圍節(jié)點上按照1:1比例均衡增加電源節(jié)點及負(fù)荷節(jié)點，形成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 在步驟110中的所述一定模式為不均勻概率發(fā)展模式， 所述不均勻概率發(fā)展模式為:首先形成基礎(chǔ)節(jié)點數(shù)目和相應(yīng)輸電線路的網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上，往各個部分外圍節(jié)點上按照固定比例增加電源節(jié)點及負(fù)荷節(jié)點形成新的電網(wǎng)，同時增加節(jié)點間線路，其中在電力富裕區(qū)域所增加的電源節(jié)點與負(fù)荷節(jié)點的比例為a: 1，其中a ^ 3，其它區(qū)域所增加的電源節(jié)點與負(fù)荷節(jié)點的比例為l:a，其中a > 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 所述不均勻概率發(fā)展模式為負(fù)荷中心電源支撐點較少電力流模式，a > 9。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 所述不均勻概率發(fā)展模式為負(fù)荷中心電源支撐點較多電力流模式，此時6 > a > 4。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于:a為5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 在步驟110中，當(dāng)首次形成電網(wǎng)或者對電網(wǎng)增加節(jié)點進行擴容后，還對電網(wǎng)進行校驗，包括如下步驟:計算電網(wǎng)的電源節(jié)點注入網(wǎng)絡(luò)有功功率和無功功率，發(fā)電機發(fā)出有功功率和無功功率的范圍，負(fù)荷節(jié)點流出網(wǎng)絡(luò)有功功率和無功功率，線路始末節(jié)點編號，阻抗標(biāo)幺值，導(dǎo)納標(biāo)么值，校驗網(wǎng)絡(luò)是否滿足潮流收斂校驗和N-1校驗，不滿足修改相應(yīng)線路、變電站數(shù)據(jù)，直到電網(wǎng)滿足校驗要求為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 在步驟120中，所述線路功率越限條件為=P1^max，所述節(jié)點電壓越限條件為Ui>l.05U0或Ui〈0.95U0, P1為線路流過功率，Pmax為線路最大輸送功率、U0為基準(zhǔn)電壓，1.05U0,0.95U0分別為最高、最低節(jié)點電壓，1.05,0.95為標(biāo)幺值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于: 所述基礎(chǔ)節(jié)點數(shù)目為10。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險計算方法，其特征在于:m為5。
【文檔編號】H02J3/00GK103972880SQ201310037021
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】劉開俊, 劉自發(fā), 韓豐, 劉連光, 郭會萌, 李暉, 彭冬, 王智冬, 吉星, 王澤黎 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院, 華北電力大學(xué)