电网连锁故障的激发因素研究

以直流潮流算法为基础,针对电网潮流转移引发连锁过载的一类连锁故障,详细分析了电网连锁故障的激发因素,指出在电源容量和负载一定的前提下,当初始开断事故发生后电网的初始潮流、电网的拓扑结构、电网的支路参数以及初始开断位置等因素是引发新的开断事件发生进而激发连锁故障事故发生的主要因素,针对引发连锁故障的极限潮流状态,提出了一种实用求解方法,并在IEEE-14系统上进行了算例分析,研究表明,激发连锁故障的极限潮流状态并不是唯一,但可以根据实际情况,求出一些合理、可信的极限潮流状态,从而对运行实践提供指导。     

考虑隐性故障时电网二级连锁过载的风险水平分析方法研究

针对电网的二级连锁过载现象,并结合继电保护隐性故障,提出了一种风险水平研究方法:首先结合直流潮流法定义了二级连锁过载模式下的风险指标,然后从初始故障和剩余系统受扰支路的不同角度给出了3种进行风险水平统计的模型,进一步结合IEEE39节点系统,通过模拟计算对风险的统计结果及隐性故障中的参数对风险统计的影响进行了分析。所提出的方法可为分析具有不确定因素的电网连锁过载现象提供一定的借鉴。     

电力系统连锁故障的分析与预测

电力系统连锁故障是由于系统中某一个元件发生故障,导致一系列其他元件停运的连锁反应。它是一种发生概率较低但危害性极为严重的事故。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。本文首先在引发电力系统连锁故障的相关因素的基础上,总结并阐述电力系统发生连锁故障的机理及其特点,并概略介绍电力系统连锁故障的分析方法,其次对电力系统模型进行介绍和评述,分析这些模型的特点,最后,依据可靠性指标,通过完善循环方式对电力系统进行搜索,预防电网故障发生。     

基于电气介数的电网连锁故障传播机制与积极防御

随着电力产业的功能价值越发明显,在当今经济生活与社会生活中发挥着越来越重要的作用。然而电力资源在为人类带来便捷服务的同时,也存在着很大的风险,以至于随时危害人类的健康甚至生命。其中电网作为技术部门重要的工作载体,对其自身的连锁故障的防御就显得至关重要。该文着重以电气介数的电网连锁故障传播机制与积极防御为重点研究对象,提出使用电气介数分析电网连锁故障传播机制的方法,研究不同电气介数节点失效对系统连通性和输电能力的影响。同时提出基于生成介数的连锁故障积极防御方法。     

大庆油田电网连锁故障分析研究

选取大庆油田110 kV和35 kV电压等级的电网,选择ERSI的MapObjects组件,利用C#进行集成二次开发后建成的系统,对建模后的电网选择初始故障,从而得到可能发生连锁故障的线路组成的关键输电断面。同时进行潮流分析,根据故障树理论建立大庆油田电力系统连锁故障的故障树结构;求取导致连锁事件的最小割集;求取连锁事件的发生概率;确定连锁事件的发展模式。为大庆油田电网的安全运行提供了有力参考依据。     

基于多种指标优化的连锁故障预防策略研究

为了预防连锁故障的发生,兼顾电网运行时的安全裕度和电压稳定情况,将电网当前运行与临界状态的节点注入功率之间的差值转化为安全裕度指标;分别将衡量电网整体和某节点电压稳定的雅可比矩阵最小特征值指标和电压稳定的L指标相结合,给出了电压稳定的综合指标;结合电网实际情况给出了各种约束条件,由此确定了完整的预防连锁故障模型;提出了监控优化过程中电网切除初始故障后的剩余支路所受潮流转移的影响程度是否在降低,从侧面证明了文中提出的预防连锁故障模型能够达到预防连锁故障的目的;通过对IEEE39节点系统进行算例仿真,验证了所构建的预防连锁故障模型的可行性和有效性．      

一种考虑储能的电力信息物理系统连锁故障阻断控制策略

电网信息物理高度融合背景下,为了降低电力信息物理系统发生跨空间连锁故障的风险,提出一种计及储能配置的连锁故障阻断控制优化策略。首先,基于电力系统可观可控性构建信息物理多重交互机理,并根据系统间交互阐明过载主导型连锁故障的演化过程。同时在现有调控手段基础上考虑储能入网对连锁故障阻断控制的影响。并将阻断控制表述成多阶段最优潮流问题,获得兼顾安全性与经济性的连锁故障控制方案。采用IEEE-118节点系统对不同控制策略进行对比,验证了所提控制优化策略的有效性,并分析了储能规模对阻断控制的影响。     

基于综合关键度的电网关键线路辨识

关键线路辨识对预防连锁故障及大停电具有重要意义。为提高电网关键线路辨识的有效性和准确性,在N-1故障条件下,综合分析了线路断开对电网运行状态、系统负载率、线路过载、母线电压波动、系统无功潮流转移和停电事故损失负荷等造成的影响。根据电网的整体和局部特性、有功和无功潮流、母线电压和负载率等变化情况,构建了综合关键度指标,提出了一种基于综合关键度指标的电网关键线路辨识方法。以IEEE39节点系统为算例,将辨识结果与现有研究方法进行比较,验证了方法的有效性和准确性。研究可为电网规划和调度提供参考,对关键线路进行重点监控,提前制定防御措施,可减少连锁故障发生和提高电力系统稳定性。     

基于复杂网络理论的电网系统脆弱性研究

针对目前电网系统研究的结论,电网系统连锁故障是一种自组织临界性现象,从电网系统的实际运行机理,提出一种新的解释。并通过电网系统拓扑模型的建立和实际运行机理,对电网系统的脆弱性进行了研究。     

广域继电保护及其故障元件判断研究

传统电网的后备保护系统是使用保护元件的单侧的信息来识别故障,其计算十分繁琐,适应性能差,若发生大规模的潮流转移就有可能引起连锁的动作,而广域继电保护在解决此类问题上比传统的保护系统具有优势。阐述了广域继电保护的原理,分析了现在的研究状况,介绍了实现广域继电保护的基本途径,并着重分析了基于故障元件判别原理实现继电保护,以期对广域继电保护领域的研究起到一定的帮助作用。     

基于非线性容量负载模型下电网的级联故障分析

首先基于IEEE118系统分别构建了具有电气特征的加权电网和只具有拓扑结构的无权电网。其次提出了一种非线性负载容量模型,利用该模型进行随机攻击的级联失效仿真,结果表明加权电网的容量参数的阈值较无权电网小,对级联失效的抗毁性更强。最后通过蓄意攻击发现,加权电网对权攻击的级联故障的抗毁性强于无权电网的度攻击。但是加权电网的介数攻击与无权电网类似,对级联故障的抗毁性较差;原因在于高介数节点为IEEE118系统中的变压器节点,对电网的传输十分重要,在实际电网中需要加强对其的保护。     

具恢复机制的相依电力-信息网络连锁故障传播

为了研究具有恢复机制的电力-信息网络连锁故障传播,基于相依网络理论,建立了IEEE300节点系统电力网与双星型结构信息网的电力-信息相依网络模型.分析复杂网络统计特征参数可知,电力网和信息网均具有小世界和无标度特性.利用相依电力-信息网络的连锁故障模型,对BA,WS和ER 3种不同的相互依存网络进行鲁棒性分析,提出了一种具有恢复机制的相依网络连锁故障传播模型.仿真结果表明,与目标恢复机制和随机恢复机制相比,依赖恢复机制的恢复级别更高,而且这种优势随着故障阈值的减少而提高.     

Preventing False Trips of Zone 3 Protection Relays in Smart Grid

While remote zone 3 protection relays are essential to power systems, their false trips are also one of main causes related to cascading blackouts. Although many methods have been developed on traditional power systems to address this issue, the past cascading failure events showed the ineffectiveness of these methods.With the development of Smart Grid(SG), new agent-based methods have been proposed to address this issue by utilizing SG real-time communications. We found that these solutions simply assume ideal communication networks and do not consider the effect of practical network constraints and resource management. In this paper,we propose several solutions to address practical network resource management and constraints, and further improve the agent-based solutions in order to prevent the false tripping of zone 3 relays in various conditions. We also analyze the potential issues of these solutions, and point out the future investigation in this direction.     

社团生成结构的电力信息物理系统鲁棒性分析

随着传感器技术的快速发展,信息网与电网的深度融合,电力系统的智能化水平越来越高,但也面临着安全性、脆弱性等一系列问题.结合相互依存网络与介数负荷-容量级联故障模型,提出了包含电网、信息网孤岛运行的连锁故障仿真算法,主要研究了具有社团结构的电力信息物理系统(cyber physical system,CPS)鲁棒性,修正了传统的社团结构生成算法,使其能够生成不同规模社团且社团连接概率可调的无标度网络.采用提出的算法生成信息网和电网社团内部同配耦合的电力CPS模型,使用电网剩余节点比例为评估指标.研究了调度中心处于不同社团时全局连接概率、社团连接概率以及多个调度中心对电力CPS鲁棒性的影响.