考虑N-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法及系统与流程

考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法及系统
技术领域
[0001]
本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法及系统。


背景技术：

[0002]
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
[0003]
为提高系统保护的自适应性，电力系统的暂态稳定控制系统通过scada/wams采集电网工况，构建了基于实际工况的“在线预决策，实时匹配”在线控制决策框架。为提高决策速度，该框架需预先对暂态稳定的故障予以筛除。在该框架中，暂态稳定筛除的结果每隔一段时间更新一次。若在一个更新周期内相继发生两次故障，尤其是短时间内群发的多个故障，其暂态稳定筛除结果存在与实际工况失配的风险。
[0004]
据发明人了解，传统的暂态稳定筛除方法主要通过不精确的暂态稳定分析方法对具体故障的暂态稳定性进行估计，筛除一定能够稳定的故障，留下“可疑”的故障进行进一步详细分析。目前的暂态稳定筛除算法仅考虑了n-1故障以及部分简单的n-2故障，没有考虑故障时间间隔以及交互作用对暂态稳定性的影响。对于计及时间间隔的群发故障，仍缺少快速可靠的暂态稳定筛除方法。


技术实现要素：

[0005]
本发明为了解决上述问题，提出了一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法及系统，本发明能够快速可靠的筛除暂态稳定故障，与实际工况相适配。
[0006]
根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
[0007]
一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法，包括以下步骤：
[0008]
针对待处理系统，设置待分析的故障清除时间，生成n-1短路故障集，对故障集进行暂态稳定分析；
[0009]
对于故障集中的所有故障进行依次组合，生成n-m故障组合集；
[0010]
考虑n-m故障时间间隔，判断n-m故障组合集中的各单一故障电气距离，若故障电气距离大于设定值，将相应的故障筛除，计算剩余故障的平均稳定裕度，若平均稳定裕度大于设定阈值，则筛除相应故障。
[0011]
作为可选择的实施方式，对故障集进行暂态稳定分析的具体过程包括：基于扩展等面积准则对生成的故障集进行暂态稳定分析，计算各n-1故障在τ'切除的暂态稳定裕度以及对应的临界群集。
[0012]
作为可选择的实施方式，对于故障集中的所有故障进行依次组合的具体过程包括：对所有故障依次组合，生成个n-m故障，形成n-m故障组合集。
[0013]
作为可选择的实施方式，考虑n-m故障时间间隔，判断n-m故障组合集中的各单一故障电气距离的具体过程包括：按故障编号顺序依次比较组成n-m故障的各n-1故障临界
群，判断临界群集是否满足以下条件：
[0014]
s
k.1
∩s
k.2
∩
…
s
k.m
＝φ
[0015]
其中，s
k.j
表示第j个故障基于扩展等面积准则识别得到的临界群机组集合，φ表示空集。
[0016]
若满足上述条件，表明该n-m故障中的各单一故障较为分散，电气距离大于设定值，直接判为稳定类并予以筛除。
[0017]
作为可选择的实施方式，计算剩余故障的平均稳定裕度的具体过程包括：对存在交集的故障，进一步计算各n-1故障的平均稳定裕度：
[0018][0019]
若平均稳定裕度小于等于设定阈值，则判为疑似失稳类；否则，判为稳定类并予以筛除。
[0020]
作为可选择的实施方式，还包括以下步骤：对剩下的疑似失稳故障按照设置的时间间隔设置仿真序列，进行暂态稳定时域仿真并计算其稳定裕度，若所述稳定裕度大于预设值，则筛除相应的故障。
[0021]
一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除系统，包括：
[0022]
暂态稳定分析模块，被配置为针对待处理系统，设置待分析的故障清除时间，生成n-1短路故障集，对故障集进行暂态稳定分析；
[0023]
故障组合集生成模块，被配置为对于故障集中的所有故障进行依次组合，生成n-m故障组合集；
[0024]
故障初步筛除模块，被配置为考虑n-m故障时间间隔，判断n-m故障组合集中的各单一故障电气距离，若故障电气距离大于设定值，将相应的故障筛除，计算剩余故障的平均稳定裕度，若平均稳定裕度大于设定阈值，则筛除相应故障。
[0025]
作为可选择的实施方式，还包括：校核模块，被配置为对剩下的疑似失稳故障按照设置的时间间隔设置仿真序列，进行暂态稳定时域仿真并计算其稳定裕度，若所述稳定裕度大于预设值，则筛除相应的故障。
[0026]
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法中的步骤。
[0027]
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法中的步骤。
[0028]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0029]
本发明通过n-1故障延时切除下的暂态稳定分析结果，预测n-m故障相继发生时的暂态稳定性，大幅降低了n-m故障考虑时间间隔的暂态稳定分析时间，具有良好的工程应用前景。
[0030]
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0031]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0032]
图1为本实施例的流程示意图。
具体实施方式：
[0033]
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0034]
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0035]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0036]
如图1所示，考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定筛除方法，包括如下步骤：
[0037]
步骤1、m倍故障清除时间的n-1故障暂态稳定分析；
[0038]
对于任意系统，生成n-1短路故障集，根据式(1)设置待分析的故障清除时间τ'。
[0039]
τ'＝mτ
ꢀꢀꢀ
(1)
[0040]
其中，m为整数，τ为故障清除时间。
[0041]
基于扩展等面积准则(extended equal area criterion，eeac)对生成的故障集进行暂态稳定分析，计算各n-1故障在τ'切除的暂态稳定裕度以及对应的主导分群模式。以编号为i的n-1为例，记录暂态稳定分析结果(η
i
,s
i
)，其中η
i
表示第i个故障的稳定裕度，s
i
表示第i个故障的临界群机组。
[0042]
步骤2、n-m故障组合集的生成；
[0043]
对所有故障依次组合，生成个n-m故障，形成n-m故障组合集。
[0044]
步骤3、考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定初筛；
[0045]
按故障编号顺序依次比较组成n-m故障的各n-1故障临界群，首先比较临界群集，判断是否满足公式(2)的条件，
[0046]
s
k.1
∩s
k.2
∩
…
s
k.n
＝φ
ꢀꢀꢀ
(2)
[0047]
其中，s
k.j
表示第j个故障基于扩展等面积准则识别得到的临界群机组集合，φ表示空集。
[0048]
若满足公式(2)，表明该n-m故障中的各单一故障较为分散，电气距离较远，故障间影响较小，直接判为稳定类并予以筛除。
[0049]
对存在交集的故障，按照公式(3)进一步计算各n-1故障的平均稳定裕度：
[0050][0051]
若满足公式(4)的结果，则判为疑似失稳类；否则，判为稳定类并予以筛除。
[0052][0053]
步骤4、n-m故障时间间隔的暂态稳定详细校核；
[0054]
对判为疑似失稳类的n-m算例按照最严重的时间间隔设置仿真序列，进行暂态稳定时域仿真并计算其稳定裕度η
k
。
[0055]
η
k
≤0
ꢀꢀꢀ
(5)
[0056]
若满足公式(5)，则判为失稳类，否则判为稳定类并予以筛除。
[0057]
以某省级电网系统测试本发明方法的有效性，该系统中发电机采用高阶模型，计及原动机、调速器、励磁系统的作用。负荷采用zip静态负荷。常规的故障清除时间等于0.1s。首先进行n-1故障延时清除的暂态稳定性分析，共计132个算例，n-1故障的分析结果包含稳定裕度和临界群信息，并取筛选阈值ε＝0。对该系统n-2故障进行筛除。
[0058]
根据本发明提供的技术方案，筛选出18个稳定裕度较低的n-2故障，形成疑似失稳类故障，如下表所示。
[0059][0060][0061]
进一步对上述故障进行时域仿真，计算其真实稳定裕度η。如下表所示。
[0062]
故障1故障2η/％故障1故障2η/％2332-12.23432-0.792334-10.84344012.132340-0.01344212.1523420402330.093223-0.01403253.41
3234-0.9340346.46324011.65422329.98324211.67423253.423423042346.46
[0063]
对稳定故障筛除后，剩余故障即为失稳故障。
[0064]
由此可见，根据本发明提供的技术方案，可以实现考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定快速筛除。该方法以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
[0065]
还提供以下产品实施例：
[0066]
一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除系统，包括：
[0067]
暂态稳定分析模块，被配置为针对待处理系统，设置待分析的故障清除时间，生成n-1短路故障集，对故障集进行暂态稳定分析；
[0068]
故障组合集生成模块，被配置为对于故障集中的所有故障进行依次组合，生成n-m故障组合集；
[0069]
故障初步筛除模块，被配置为考虑n-m故障时间间隔，判断n-m故障组合集中的各单一故障电气距离，若故障电气距离大于设定值，将相应的故障筛除，计算剩余故障的平均稳定裕度，若平均稳定裕度大于设定阈值，则筛除相应故障。
[0070]
作为可选择的实施方式，还包括：校核模块，被配置为对剩下的疑似失稳故障按照设置的时间间隔设置仿真序列，进行暂态稳定时域仿真并计算其稳定裕度，若所述稳定裕度大于预设值，则筛除相应的故障。
[0071]
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法中的步骤。
[0072]
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种考虑n-m故障时间间隔的暂态稳定故障筛除方法中的步骤。
[0073]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0074]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0075]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0076]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0077]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0078]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。