电力系统连锁故障风险时间特性辨识方法田峻

电力系统连锁故障风险时间特性辨识方法田峻

田峻

（四川电力设计咨询有限责任公司四川成都610000）

摘要：电力系统连锁故障一般由多重故障事件引发和传播，最终导致大停电事故，造成巨大损失。多重故障事件造成的风险具有不同的时间特性，本文提出冲击风险与渐变风险刻画各故障事件在时间特性上对连锁故障的传播作用，揭示连锁故障缓慢相继开断和快速相继开断阶段的本质，可离线为调度员提供决策支持，在连锁故障初期消除大停电事故隐患。

关键词：连锁故障，隐性故障，触树故障

0引言

国内外电网发生多次连锁故障，造成巨大的经济损失和社会影响。连锁故障的一般物理过程可分为缓慢相继开断、快速相继开断，短暂振荡、系统崩溃和恢复5个阶段。从快速相继开断阶段开始，事故已经呈恶化趋势，系统状态急剧恶化，故障发展趋势呈现出一定程度的不可逆转性，而缓慢相继开断阶段中故障间有一定的时间间隔。评估这两类发展阶段在时间尺度上的差异与联系有利于连锁故障的防控。

连锁故障中引发故障事件很多，造成的风险时间特性也不同，可分为两种：一种是瞬时性的，例如隐性故障，上级开断事件后由电流突变直接瞬间触发，可称为冲击风险；一种是缓慢变化的，例如由电流突变间接引起的触树故障，可称为渐变风险。因此辨识故障事件的风险及相应时间特性有助于调度人员及时了解连锁故障的发展程度并采取有效的防控措施。

本文根据上级开断事件导致电流突变量计算方法，以隐性故障和触树故障为对象故障事件，基于两种事件的概率模型和严重度计算模型，进行连锁故障风险时间特性辨识。以IEEE24节点系统为对象进行仿真可知，根据所提方法不仅可辨识出风险时间特性，还可根据具体诱因提前进行针对性的整改防御。

1电流突变量计算方法

系统故障导致潮流转移，转移量与转移因子有关[1]。设系统共有n条输电线路，其中线路i开断，其相对于网络中其他线路的转移因子列向量见式(1)。

通过仿真算例分析，在电网规划建设中提高线路的传输容量极限，可避免电网短时间内进入快速相继开断阶段，给调度运行人员留出更多时间进行防控操作，预防大停电事故的发生。

4结论

本文基于连锁故障物理过程，根据多引发故障事件造成的不同时间特性的风险，引入冲击风险和渐变风险的概念，揭示系统缓慢相继开断阶段和快速相继开断阶段的传播本质。以隐性故障和触树故障对象故障事件，根据IEEE24节点系统的仿真结论可知，基于风险分析，能分别从局部分析电网的薄弱环节及其相应诱发因素，在离线应用中可提前进行针对性的防御措施部署。与传统风险分析方法相比，本文所提方法与思路更能提供电网防灾工程实际意义。

参考文献：

[1]徐慧明，毕天姝，黄少锋，等．基于潮流转移因子的广域后备保护方案[J]．电网技术，2006，30(15)：65-71．

[2]ChenJ,ThorpJ.S,DobsonI.Cascadingdynamicsandmitigationassessmentinpowersystemdisturbancesviaahiddenfailuremodel.ElectricalPowerandEnergySystems,2005,27(4)：318-326．

[3]马友平，冯仲科，何友均．三种预测林木生长量方法的比较[J]．生物数学学报，2007，22(2)：336–342．

[4]IEEERTSTaskForceofAPMSubcommittee．TheIEEEreliabilitytestsystem-1996[J]．IEEETransactionsonPowerSystems，14(3)：1010-1020．

作者简介：

田峻(1971-)，男，土家族，硕士，高级工程师，主要从事电网规划、输电线路设计工作。