专利名称：电力系统暂态稳定分析的n-2组合故障快速排序方法
技术领域：
本发明属于电力系统运行与控制领域，更具体地-沈本发明涉及电力系统暂 态稳定故障集排序技术，适用于对电力系统任意组合的N-2故障按暂态稳定性 的严重程度进行排序。
背景技术：
N-2故障通常是指电网中失去两个元件的故障。电力系统中元件众多，任意 组合的N-2故障数目很大，若对每一个N-2组合故障都进行详细的暂态稳定计 算和分析，工作量巨大。为此，需要从任意组合的N-2故障集中筛选出暂态稳 定性相对严重的故障集，再对筛选出的N-2故障集进行详细的暂态稳定计算和 分析，这就需要对N-2组合故障集进行快速排序。
现有的解决方法是电网计算分析人员针对电网的实际运行方式，凭经验设 定少量的N-2组合故障，进行暂态稳定计算和分析，其可靠性与电网计算分析 人员的经马全是紧密相关的。因此，急需提出电力系统暂态稳定分析的N-2组合 故障快速排序方法，降低N-2组合故障集的设置对电网计算分析人员经验的依 赖程度。
发明内容
本发明提出了电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方法，其目 的在于在电网运行方式及模型和参数确定的情况下，对大量的N-2組合故障 按暂态稳定性的严重程度进行排序，以便对N-2组合故障进行筛选，从而只对排在前面的少量N-2组合故障进行详细的暂态稳定计算和分析，代替对所有N-2 组合故障的暂态稳定详细计算和分析，极大地提高任意N-2组合故障的暂态稳 定详细计算和分析的效率。
本发明基于N-l故障的暂态稳定量化评估信息，结合第二个开断元件的功 率变化对第一个故障元件的暂态稳定临界发电机群的功率灵敏度信息，计算出 N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，来实现电力系统暂态稳定分析的N-2组 合故障集的排序。
本发明所涉及的N-2组合故障为第一个元件的故障是故障发生后经过一段 时间该元件跳开，第二元件故障为直接跳开的故障。
具体地说，本发明是采取以下的技术方案来实现的，包括下列步骤 (1)根据电网运行方式及^f莫型和参数，对一个N-1故障场景进行时域仿真，采 用EEAC计算出该N-l故障的暂态稳定裕度及临界群中各台发电机的参与 因子；
方式；
(3) 针对步骤(2)生成的N-l故障清除后的运行方式，采用潮流灵敏度分析方 法计算出第二个开断元件的有功功率变化对第一个故障元件的暂态稳定 临界群中各台发电机的有功功率灵敏度，即M，其中S为临界群中第i 台发电机的有功功率，户为第二个开断元件的有功功率；
(4) 采用公式(l-;;)t(GM)/丄计算出该N-2组合故障的暂态稳定严重程度指
3尸
标，其中ri为步骤(l)中计算出的N-l故障的暂态稳定裕度，L为该N-l故 障的暂态稳定临界群发电机台数，C,为临界群中第i台发电机的参与因子；
(5) 重复步骤(3)和步骤(4)，计算出该N-l故障的总共n-l个N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，其中n为设定的需要进行任意N-2组合故障集筛 选的电网元件个数；
(6) 重复步骤(1)至步骤(5),计算出m个N-1故障的总共mx("-l)个N-2组合 故障的暂态稳定严重程度指标，其中m为N-l故障总数；
(7) 依据N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标对所有的N-2組合故障进行由 大到小的排序。
本发明提出的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方法，可以 用于在电网运行方式及^t型和参数确定的情况下，对大量的N-2组合故障按暂 态稳定性的严重程度进行排序，以便对N-2组合故障进行筛选，从而只对排在 前面的少量N-2组合故障进行详细的暂态稳定计算和分析，代替对所有N-2组 合故障的暂态稳定详细计算和分析，在确保不遗漏暂态稳定严重的N-2组合故 障的前提下，极大地提高任意N-2组合故障的暂态稳定详细计算和分析的效率。
图1为本发明方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图1，对本发明方法进行详细描述。
图1中步骤1描述的是N-1故障的暂态稳定量化分析，即根据电力系统运 行方式及相应的模型与参数，采用基于时域仿真轨迹的EEAC方法计算出第k个 N-l故障的暂态稳定裕度及临界群中各台发电机的参与因子，其中k表示N-l故 障的序号；
图1中步骤2描述的是N-l故障清除后的运行方式生成，即在初始运行方式中去除步骤1中所分析的N-1故障元件，直接生成N-l故障后的运行方式；
图1中步骤3描述的是第二个开断元件的有功功率变化对第一个故障元件 的暂态稳定临界群中各台发电机的有功功率灵敏度计算，即针对步骤2生成的 N-l故障清除后的运行方式，采用潮流灵敏度分析方法计算出第二个开断元件j 的有功功率变化对第一个故障元件的暂志稳定临界群中各台发电机的有功功率
灵每文度，即^，其中S为临界群中第i台发电机的有功功率，g为第二个开断 巧
元件j的有功功率，j为N-2组合故障中的元件序号；
图1中步骤4描述的是N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标计算，即采
用公式(l-^)t(C,!)/丄计算出该N-2组合故障(即为第k个N-l故障与第j个 5 3尸；
元件的组合故障)的暂态稳定严重程度指标，其中;^为步骤1中计算出的第k 个N-1故障的暂态稳定裕度，L为该N-1故障的暂态稳定临界群发电机台数，C,
为临界群中第i台发电机的参与因子；
图1中步骤5描述的是针对步骤1中的N-1故障元件的N-2组合故障暂态 稳定严重程度指标计算的循环，即重复步骤(3)和步骤(4)，计算出该N-l故障 的总共n-l个N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，其中n为设定的需要进 行任意N-2组合故障集筛选的电网元件个数；
图1中步骤6描述的是针对m个N-l故障的N-2组合故障暂态稳定严重程 度指标计算的循环，即重复步骤(1)至步骤(5),计算出m个N-l故障的总共 l)个N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标； 图1中步骤7描述的是针对所有N-2组合故障的暂态稳定严重程度进行排序， 即依据N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标对所有的N-2组合故障进行由大 到小的排序。
权利要求
1、电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方法，其特征在于，包括以下步骤(1)根据电网运行方式及模型和参数，对一个N-1故障场景进行时域仿真，采用暂态功角稳定量化分析理论和方法-扩展等面积准则(EEAC)计算出该N-1故障的暂态稳定裕度及临界群中各台发电机的参与因子；(2)针对该N-1故障，生成该故障清除后的电网稳态运行方式；(3)基于N-1故障清除后的运行方式，采用潮流灵敏度分析方法计算出第二个开断元件的有功功率变化对第一个故障元件的暂态稳定临界群中各台发电机的有功功率灵敏度；(4)综合N-1故障的暂态稳定裕度、临界群中各台发电机的参与因子和第二个开断元件对临界群中各台发电机的有功功率灵敏度，计算出该N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标；(5)重复步骤(3)和步骤(4)，直至该N-1故障的所有N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标全部计算出来；(6)重复步骤(1)至步骤(5)，直至每个N-1故障的所有N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标全部计算出来；(7)依据N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标对所有的N-2组合故障进行由大到小的排序。
2、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方 法，其特征在于，步骤(l)采用EEAC进行N-1故障的暂态稳定量化分析， 计算出N-l故障的暂态稳定裕度及临界群中各台发电机的参与因子。
3、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方 法，其特征在于，步骤(2)的实现方法是在初始的电网运行方式上去除步骤(l)中的故障元件，直接生成新的运行方式。
4、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方法，其特征在于，步骤(3)的实现方法是针对步骤(2)生成的N-1故障清除后的运行方式，采用潮流灵敏度分析方法计算出第二个开断元件的有功功率变化对第一个故障元件的暂态稳定临界群中各台发电机的有功功率灵敏度，即^，其中《为临界群中第i台发电机的有功功率，,为第二个开 3尸断元件的有功功率。
5、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方 法，其特征在于，步骤(4)的实现方法是釆用公式(1-T7)^(C,皿)/Z计算出该N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，其中ti为步骤(l)中计算出的 N-l故障的暂态稳定裕度，L为该N-l故障的暂态稳定临界群发电机台数， C,为临界群中第i台发电机的参与因子。
6、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方 法，其特征在于，步骤(5)是重复步骤(3)和步骤(4),计算出该N-1故障 的总共n-l个N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，其中n为设定的需 要进行任意N-2组合故障集筛选的电网元件个数。
7、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方 法，其特征在于，步骤(6)是重复步骤(1)至步骤(5)，计算出m个N-l故 障的总共mx("-1)个N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，其中m为N-l 故障总数。
8、 根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方 法，其特征在于，步骤(7)是按N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标的 大小进行排序。
全文摘要
本发明属于电力系统运行与控制领域，提出了一种电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障快速排序方法，用于对电力系统任意组合的N-2故障按暂态稳定性的严重程度进行排序。本方法基于N-1故障的暂态稳定量化评估信息，结合第二个开断元件的功率变化对第一个故障元件的暂态稳定临界发电机群的功率灵敏度信息，计算出N-2组合故障的暂态稳定严重程度指标，来实现电力系统暂态稳定分析的N-2组合故障集的排序。本发明可以用于在电网运行方式及模型和参数确定的情况下，对大量的N-2组合故障按暂态稳定性的严重程度进行排序，从而只对排在前面的少量N-2组合故障进行详细的暂态稳定计算和分析，极大地提高任意N-2组合故障的暂态稳定详细计算和分析的效率。
文档编号G06F17/50GK101673948SQ20091003595
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者崔晓丹, 徐泰山, 方勇杰, 李碧君, 杨卫东, 薛禹胜, 许剑冰, 许立雄, 鲍颜红 申请人:国网电力科学研究院;南京南瑞集团公司