CN109245098B - 一种电网安全分析中故障集的生成方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开本发明所提供的一种电网安全分析中故障集的生成方法，首先获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据；然后扫描各设备，计算得出各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据；最后比较第一电网数据和第二电网数据的差值，确定出差值大于第一阈值的第一目标设备以形成目标故障集，因该目标故障集是在相同标准下确定出的，所以随机性较小，且可通过实验等选取合理的阈值，确定出故障后对电网影响较大的设备，生成较准确的故障集。该方法，可确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，生成故障集的随机性较小，准确性较高。另外，本发明还公开了一种电网安全分析中故障集的生成装置及存储介质，效果如上。

Description

一种电网安全分析中故障集的生成方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及电力***应用领域，特别涉及一种电网安全分析中故障集的生成方法、装置及存储介质。

背景技术

为了提高电网的安全性与可靠性，通常需要对电网进行在线安全分析。在线安全分析主要包括静态安全分析与动态安全分析。安全分析的主要手段是通过设置预想故障集，对电网中可能发生的预想故障进行分析计算，确定故障发生过程中和故障结束后电网所处的状态，从而为采取相应的控制措施提供依据。其中，静态安全分析主要对故障结束后，发生故障的设备退出运行，电网进入新的运行状态后，电压、有功以及无功等是否有超出运行限值的情况进行分析；动态安全分析是对事故过程中的动态分析，着眼于***在预想故障中有无失去稳定发生崩溃的危险，是评价***受到大扰动后过渡到新的稳定运行状态的能力，同时给出必要的预防措施和补救方案。随着近年来交直流特高压混联带电网的发展，故障过程中可能引起的电网电压崩溃风险日益增加，电网在线安全分析尤其是动态安全分析在电网日常调度运行管理中的作用也不断提升。由此可见，预想故障集在电网安全分析中处于重要的地位，其有效性直接影响到安全分析的效果。

预想故障集中的故障一般包括N-1、N-2故障和其他故障，N-1故障是指在当前运行方式下电网的一个设备(如单条线路、单台变压器)发生故障，N-2故障是在当前运行方式下电网的两个设备(多为相关设备，如同杆并架双回线路、同站内2台并列运行变压器)同时发生故障，其他故障是三台或更多设备同时发生故障。在正常运行过程中，N-1和N-2故障较常发生，并且数量多，是在线安全分析的主要分析对象。常规的预想故障集生成方式主要依赖人工的方式，一种方式是相关人员通过经验选取电网***中的某些设备，形成故障集，这种方式不仅会出现漏掉故障后对电网***影响较大的设备，也会出现不同人员选取的故障集不一致的问题，即故障集随机性较大；另一种方式是相关人员将电网***中的所有设备均作为故障集中的设备，形成数据量庞大的故障集，但是，在电网实际运行中，有些设备故障对整个电网的运行并不会产生很大的影响，所以没必要将这些设备也放入至故障集。因此，通过人工的方式并不能确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，会使最终形成的故障集随机性大，准确性较低。

由此可见，如何克服通过人工方式生成的故障集随机性大，准确性低的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种电网安全分析中故障集的生成方法、装置及存储介质，以解决现有技术中通过人工方式生成的故障集随机性大，准确性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电网安全分析中故障集的生成方法，包括：

获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据；

扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据；

确定出所述第一电网数据和所述第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集。

优选地，所述扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各所述设备确定出N-1故障设备；

计算所述N-1故障设备所连母线的第二电网数据。

优选地，所述计算所述N-1故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以所述N-1故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与所述N-1故障设备关联且到所述N-1故障设备的电气距离小于第二阈值的第一母线；

基于修正法计算所述第一母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为所述第一母线的第二电网数据。

优选地，所述扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各所述设备确定出N-2故障设备；

计算与所述N-2故障设备所连母线的第二电网数据。

优选地，所述扫描各所述设备确定出N-2故障设备具体包括：

扫描同杆并架线路上的第二目标设备；

将所述第二目标设备作为所述N-2故障设备。

优选地，所述计算与所述N-2故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以所述N-2故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与所述N-2故障设备关联且到所述N-2故障设备的电气距离小于第三阈值的第二母线；

基于修正法计算所述第二母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为所述第二母线的第二电网数据。

优选地，所述确定出所述第一电网数据和所述第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集之后，还包括：

判断所述目标故障集中是否存在相同的N-2故障设备；

如果是，则删除其中一个所述相同的N-2故障设备。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种与电网安全分析中故障集的生成方法对应的电网安全分析中故障集的生成装置，包括：

获取模块，用于获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据；

扫描计算模块，用于扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据；

确定模块，用于确定出所述第一电网数据和所述第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集。

为解决上述技术问题，本发明还提供了另一种与电网安全分析中故障集的生成方法对应的电网安全分析中故障集的生成装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任意一种电网安全分析中故障集的生成方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种与电网安全分析中故障集的生成方法对应的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述任意一种电网安全分析中故障集的生成方法的步骤。

相比于现有技术，本发明所提供的一种电网安全分析中故障集的生成方法，首先获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据，得出各设备正常运行时所连母线的电网数据；然后扫描电网管理***中的各设备，计算得出各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据，得出各设备故障后所连母线的数据；最后通过比较第一电网数据和第二电网数据的差值，确定出差值大于第一阈值的第一目标设备以形成目标故障集，因为该目标故障集是在相同标准下确定出的，所以随机性较小，且可通过实验等选取合理的第一阈值，进而确定出发生故障后对电网影响较大的目标设备，形成较准确的目标故障集。由此可见，应用本生成方法，可通过选取合理的第一阈值确定出故障后对电网***影响较大的目标设备，然后生成目标故障集，可确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，与现有技术中通过人工方式生成故障集的方式相比，生成故障集的随机性较小，准确性较高。另外，本发明还提供了一种电网安全分析中故障集的生成装置及存储介质，效果如上。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种电网安全分析中故障集的生成方法流程图；

图2为本发明实施例所提供的电网***拓扑示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种电网安全分析中故障集的生成装置组成示意图；

图4为本发明实施例所提供的另一种电网安全分析中故障集的生成装置组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种电网安全分析中故障集的生成方法、装置及存储介质，可以解决现有技术中通过人工方式生成的故障集随机性大，准确性低的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例所提供的一种电网安全分析中故障集的生成方法流程图，如图1所示，该故障集生成方法包括：

S101：获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据。

具体地，就是以预先定义计算周期T，当计算时刻到来时，从电网管理***中读取当前各设备正常工作时所连母线的第一电网数据，例如，电网拓扑结构、参数(电压、电流以及功率等数据)以及当前电网潮流计算结果等，在本申请实施例中第一电网数据主要指各设备所连母线的电压值。

S102：扫描各设备并计算各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据。

具体就是假设电网管理***中的各设备出现故障，将该故障设备切除后与该设备所连母线的第二电网数据。第二电网数据同样可以包括电网拓扑结构、参数(电压、电流以及功率等数据)以及当前电网潮流计算结果等，在本申请实施例中第二电网数据主要指各设备发生故障切除后所连母线的电压值。

S103：确定出第一电网数据和第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集。

当计算出电网管理***中各设备正常时所连母线的第一电网数据和各设备发生故障切除后所连母线的第二电网数据之后，就确定出第一电网数据和第二电网数据之间的差值，其实就是比较设备故障前后与设备所连母线的电压差值是否越限。然后选取差值大于第一阈值的第一目标设备，目的是生成目标故障集，即目标故障集中包含各第一目标设备，在本申请实施例中目标故障集其实就是设备发生故障后对电网运行的稳定性等影响较大的设备组成的严重故障集。在实际操作时，可根据多次实验验证，确定出比较合理的第一阈值，然后通过合理的第一阈值确定出第一目标设备，确保目标故障集中存在的各设备发生故障对电网的影响较大，即较准确地确定出严重故障集。在确定严重故障集之后，将该严重故障集输出到电网在线安全分析软件中，用于在线静态和动态安全分析。当下一个计算周期到来时，返回步骤S101，开始确定下一轮严重故障集。

在实际应用中，一般只需要确定出N-1故障设备和N-2故障设备组成的严重故障集，N-1故障是指在当前运行方式下电网的一个设备(如单条线路、单台变压器)发生故障，N-2故障是在当前运行方式下电网的两个设备(多为相关设备，如同杆并架双回线路、同站内2台并列运行变压器)同时发生故障，其他故障是三台或更多设备同时发生故障。在电网正常运行过程中，N-1和N-2故障较常发生，并且数量多，所以N-1故障设备和N-2故障设备是电网在线安全分析的主要分析对象。

本发明所提供的一种电网安全分析中故障集的生成方法，首先获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据，得出各设备正常运行时所连母线的电网数据；然后扫描电网管理***中的各设备，计算得出各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据，得出各设备故障后所连母线的数据；最后通过比较第一电网数据和第二电网数据的差值，确定出差值大于第一阈值的第一目标设备以形成目标故障集，因为该目标故障集是在相同标准下确定出的，所以随机性较小，且可通过实验等选取合理的第一阈值，进而确定出发生故障后对电网影响较大的目标设备，生成较准确的目标故障集。由此可见，应用本生成方法，可通过选取合理的第一阈值确定出故障后对电网***影响较大的目标设备，然后生成目标故障集，确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，与现有技术中通过人工方式生成故障集的方式相比，生成故障集的随机性较小，准确性较高。

为了提高电网运行的稳定性，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，扫描各设备并计算各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各设备确定出N-1故障设备；

计算N-1故障设备所连母线的第二电网数据。

具体就是扫描电网管理***中的所有设备，找到N-1故障设备，然后计算出N-1故障设备故障后所连母线的第二电网数据。考虑到N-1故障设备故障后相关数据的获取速度，作为优选地实施方式，计算N-1故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以N-1故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与N-1故障设备关联且到N-1故障设备的电气距离小于第二阈值的第一母线；

基于修正法计算第一母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为第一母线的第二电网数据。

详细过程为：第一步，对电网管理***中的全部运行线路、主变、发电机进行扫描，形成初始故障集F_N1，F_N1中的每个故障

包含运行的1条线路或1台变压器。

第二步，对F_N1中的每个故障设备

采用基于广度优先搜索算法，以故障设备

为起点，搜索其关联的母线(第一母线)。设定关联母线到故障设备

的电气距离为D_k，其物理意义为母线到该设备的最短连接路径上所包含的交流线路段数量。搜索找到距此设备电气距离小于第二阈值D_K的第一母线以形成集合，记为：B＝{B¹,B²,…,B^k}。

第三步，采用修正法计算第一母线的电网潮流，即计算初始故障集F_N1中包含的设备所连母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为第二电网数据。然后再记录集合中第t个母线的电压变化为ΔV_t＝|V_t-V_t"|，其中，V_t为母线电压当前值，V_t"为模拟计算N-1故障设备开断后

母线的电压值；若

则将N-1故障设备

加入严重故障集F_S(目标故障集)，

为预先定义的电压变化门槛值，即第一阈值，t＝1...k。

第四步，返回第二步，处理初始故障集F_N1中的下一个故障设备

直至初始故障集F_N1中全部故障设备处理完成。

为了更进一步提高电网***的运行稳定性，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，扫描各设备并计算各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各设备确定出N-2故障设备；

计算N-2故障设备所连母线的第二电网数据。

为了快速确定出N-2故障设备，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，扫描各设备确定出N-2故障设备具体包括：

扫描同杆并架线路上的第二目标设备；

将第二目标设备作为N-2故障设备。

具体为对电网***中的全部运行的线路进行扫描，形成初始故障集L_N2，L_N2中的每个故障设备

包含2条同杆并架线路，形成的方法如下：

第一步，扫描电网***中的全部运行线路，对线路k，找到其首端母线B1k和末端母线B2k。

第二步，扫描电网***中除k以外的运行线路，对线路j(j！＝k)，找到其首端母线B1j和末端母线B2j。

第三步，如果B1k与B1j相同或通过闭环的母联开关相连，并且B2k与B2j相同或通过闭环的母联开关相连，则形成线路组G(k，j)。

第四步，如果B1k与B2j相同或通过闭环的母联开关相连，并且B2k与B1j相同或通过闭环的母联开关相连，则形成线路组G(k，j)。

第五步，如果初始故障集L_N2中不包含线路组G(k，j)对应的故障设备，则根据线路组G(k，j)生成新的故障设备

故障线路包括线路k和j，并将

加入初始故障集L_N2。

第六步，返回第一步，处理初始故障集L_N2中的下一条线路，直至全部运行的线路处理完成。

在实际应用中，除了通过扫描同杆并架线路上的第二目标设备作为N-2故障设备之外，还可以通过其它方式确定N-2故障设备。例如对电网***中全部运行的变压器进行扫描，形成初始故障集T_N2，T_N2中的每个故障设备

包含2台并列运行的变压器，形成的方法如下：

第一步，扫描电网***中的全部运行的三绕组变压器，对变压器k，找到其高压侧母线B1k和中压侧母线B2k。

第二步，扫描电网***中的除k以外的运行的三绕组变压器，对变压器j(j！＝k)，找到其高压侧母线B1j和中压侧母线B2j。

第三步，如果B1k与B1j相同或通过闭环的母联开关相连，并且B2k与B2j相同或通过闭环的母联开关相连，则形成变压器组G(k，j)。

第四步，如果B1k与B2j相同或通过闭环的母联开关相连，并且B2k与B1j相同或通过闭环的母联开关相连，则形成变压器组G(k，j)。

第五步，如果T_N2中不包含变压器组G(k，j)对应的故障设备，则根据变压器组G(k，j)生成新的故障设备

该故障设备包括变压器k和j，并将

加入初始故障集T_N2。

第六步，返回第一步，处理初始故障集T_N2中的下一条变压器，直至全部运行的变压器处理完成。

为了快速获取N-2故障设备故障后的相关数据，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，计算与N-2故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以N-2故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与N-2故障设备关联且到N-2故障设备的电气距离小于第三阈值的第二母线；

基于修正法计算第二母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为第二母线的第二电网数据。

具体为，第一步，采用广度优先搜索算法，以N-2故障设备集中的某一设备为起点，搜索其关联的母线(第二母线)。设定关联母线到N-2故障设备的电气距离为D_k，其物理意义为母线到该设备的最短连接路径上所包含的交流线路段数量。搜索找到距此设备电气距离小于第三阈值D_K的母线(第二母线)集合，记为：B＝{B¹,B²,…,B^k}。第二步，采用修正法计算第二母线的电网潮流，即计算初始故障集中包含的2条线路或2台主变开断后的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为第二电网数据，然后再记录集合中第t个母线的电压变化为ΔV_t＝|V_t-V_t"|，其中，V_t为母线电压当前值，V_t"为模拟计算N-2故障设备开断后的电压值；若

则将符合要求的N-2故障设备加入严重故障集F_S(目标故障集)。

为预先定义的电压变化门槛值，即第一阈值，t＝1...k。第三步，返回第一步处理N-2故障集中的下一个故障设备，直至N-2故障集中全部故障设备处理完成。

为了避免目标故障集中存在相同的N-2故障设备，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，确定出第一电网数据和第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集之后，还包括：

判断目标故障集中是否存在相同的N-2故障设备；

如果是，则删除其中一个相同的N-2故障设备。

具体就是如果目标故障集中存在相同的N-2故障设备，就将其中一个相同的N-2故障设备删除，例如存在A，B N-2故障设备，又存在B，A N-2故障设备，此时就认为存在两个相同的N-2故障设备，即可删除其中一个。

本申请实施例利用广度优先搜索算法对全网设备(包含支路设备)进行N-1、N-2故障扫描，生成N-1、N-2故障集，并按照设定故障关联母线电气距离，给出故障关联母线集合，通过模拟计算故障的交流设备从电网中开断后邻近母线电压变化的情况，当母线电压发生的变化大于指定门槛值时，将该故障计入为严重故障。严重故障可以用于后续的在线安全分析，避免严重故障发生造成的影响，提高了电网的鲁棒性。

为了使本领域技术人员更好地理解本方案，下面结合实际应用场景对本方案进行详细说明，图2为本发明实施例所提供的电网***拓扑示意图，如图2所示，包含3个500kV变电站，分别为变电站A、B、C，包含母线A0、A1、B0、B1、C0、C1、C2主变Ta1、T a2、T a3、Tb1、Tb2、T c1、T c2，线路AB1、AB2、AC1、AC2、BC2，设置全部关联母线到故障设备的电气距离等于1，设置全部关联母线的电压变化门槛值为自身电压的0.1％。表1为母线的初始电压，如表1所示。

表1

母线名称	A0	A1	B0	B1	C0	C1	C2
								初始电压/V	526	233	525	232	524	231	231

预先定义计算周期T，设T为30分钟，当计算时刻到来时：

第一，从电网能量管理***(EMS)读入当前电网数据，包含电网拓扑结构、参数以及当前电网潮流计算结果。

第二，对当前电网设备进行扫描，生成严重故障集合中的N-1故障，详细过程包括：

第一步，对电网模型中的全部运行的线路、主变、发电机进行扫描，形成初始故障集F_N1，F_N1中的每个故障

包含运行的1条线路或1台变压器。

F_N1＝{Ta1，Ta2，Ta3，Tb1，Tb2，Tc1，Tc2，AB1，AB2，AC1，AC2，BC2}。

第二步，对F_N1中的每个故障执行一下步骤，具体以主变Ta1为例：

首先，采用基于广度优先的搜索拓扑搜索算法，以故障Ta1包含设备为起点，搜索其关联的母线。设定关联母线到故障Ta1包含设备的电气距离为1，其物理意义为母线到该设备的最短连接路径上所包含的交流线路段数量。搜索找到距此设备电气距离小于指定门槛值DK的母线集合，记为：B＝{A0，A1，B1，C1，C2}。

其次，采用基于修正法的开断潮流算法，计算故障Ta1中包含的设备开断后电网潮流，表2为母线潮流计算结果，如表2所示。

表2

母线名称	A0	A1	B0	B1	C0	C1	C2
								初始电压/V	526	233	525	232	524	231	231
电压门槛值/V	0.526	0.233	0.525	0.232	0.524	0.231	0.231
								开断Ta1/V	525	232.8	524.8	231.8	523.9	230.8	230.8
电压变化ΔV<sub>t</sub>	1	0.2	0.2	0.2	0.1	0.2	0.2

依次计算关联母线集合B＝{A0，A1，B1，C1，C2}，第2个母线A1的电压变化ΔV_a0为0.2，电压变化门槛值

为0.526，

则将N-1故障Ta1加入严重故障集F_S为{Ta1，Ta2，Ta3，Tb1，Tb2，Tc1，AB1，AB2，AC1，AC2，BC2}。

重复前面的步骤，处理下一个故障

直至F_N1中全部故障设备处理完成。

依次处理

时，当故障设备为Tc2时，Tc2关联的母线为B＝{A1，B1，C0，C1，C2}，开断表3为开断Tc2后的潮流计算结果，如表3所示。

表3

母线名称	A0	A1	B0	B1	C0	C1	C2
								初始电压/V	526	233	525	232	524	231	231
电压门槛值/V	0.526	0.233	0.525	0.232	0.524	0.231	0.231
								开断Tc2/V	525.9	232.8	524.9	231.8	523.9	230.9	230.8
电压变化ΔV<sub>t</sub>	0.1	0.2	0.1	0.2	0.1	0.1	0.2

依次计算关联母线集合B＝{A1，B1，C0，C1，C2}，电压变化全部小于电压变化门槛值，则将N-1故障Tc1不加入严重故障集F_S。最终得到严重故障集F_S为{Ta1，Ta2，Ta3，Tb1，Tb2，AB1，AB2，AC1，AC2，BC2}。

第三，对当前电网设备进行扫描，生成严重故障集合中的N-2故障，详细过程包括：

第一步，对电网***中的全部运行的线路进行扫描，形成初始故障集L_N2，L_N2中的每个故障

包含2条同杆并架线路，形成的方法如下：

首先，扫描电网模型中的全部运行的线路，对线路AB1，找到其首端母线A1和末端母线B1。

其次，扫描电网模型中的除AB1以外的运行线路，对线路(不为AB1)，找到其首端母线和末端母线，表4各个线路首末端母线，如表4所示。

表4

线路名称	AB2	AC1	AC2	BC2
					首端母线	A1	A1	A1	B1
末端母线	B1	C1	C2	C2

再次，AB2和AB1的首端母线相同(A1)末端母线也相同(B1)，则形成线路组G(AB1，AB2)。

最后，L_N2中不包含线路组G(AB1，AB2)对应的故障，则根据线路组G(k，j)生成新的故障

故障包括线路k和j，并将

加入集合L_N2。

重复以上步骤，处理下一条线路，直至全部运行的线路处理完成。最终得到L_N2为{G(AB1，AB2)，G(AC1，AC2)}。

第二步，对电网***中的全部运行的变压器进行扫描，形成初始故障集T_N2，T_N2中的每个故障

包含2台并列运行的变压器，形成的方法如下：

首先，扫描电网模型中的全部运行的三绕组变压器，对变压器Ta1，找到其高压侧母线A0和中压侧母线A1。

其次，扫描电网模型中的除Ta1以外的运行的三绕组变压器，对变压器不为Ta1，找到其高压侧母线和中压侧母线，表5各变压器对应的高压侧母线和中压侧母线，如表5所示。

表5

变压器名称

Ta2

Ta3

Tb1

Tb2

Tc1

Tc2

高压侧母线

A0

A0

B0

B0

C0

C0

中压侧母线

A1

A1

B1

B1

C1

C2

再次，Ta2和Ta1的高压侧母线相同(A0)中压侧母线也相同(A1)，则形成线路组G(Ta1，Ta2)；Ta3和Ta1的高压侧母线相同(A0)中压侧母线也相同(A1)，则形成线路组G(Ta1，Ta3)。

最后，T_N2中不包含变压器组G(Ta1，Ta2)对应的故障，则根据变压器组G(Ta1，Ta2)生成新的故障

该故障包括变压器Ta1和Ta2，并将

加入集合T_N2；T_N2中不包含变压器组G(Ta1，Ta3)对应的故障，则根据变压器组G(Ta1，Ta3)生成新的故障

该故障包括变压器Ta1和Ta3，并将

加入集合T_N2。

重复执行以上步骤，处理下一条变压器，直至全部运行的变压器处理完成。最终得到集合T_N2为{G(Ta1，Ta2)，G(Ta1，Ta3)，G(Ta2，Ta3)，G(Tb1，Tb2)}；因为变压器Tc1和Tc2***运行，所以并没有加入到集合T_N2中。

第三步，执行F_N2＝L_N2∪T_N2形成初始的N-2故障集F_N2，F_N2为{G(AB1，AB2)，G(AC1，AC2)，G(Ta1，Ta2)，G(Ta1，Ta3)，G(Ta2，Ta3)，G(Tb1，Tb2)}；并对F_N2中的每个故障

执行：首先采用基于广度优先的搜索拓扑搜索算法，以故障

中包含的设备为起点，搜索其关联的母线。设定关联母线到故障设备的电气距离为1，其物理意义为母线到该设备的最短连接路径上所包含的交流线路段数量。搜索找到距此设备电气距离小于指定门槛值1的母线集合，记为：B＝{A0，A1，B0，B1，C1，C2}其次，采用基于修正法的开断潮流算法，计算故障

中包含的2条线路AB1，AB2开断后电网潮流，表6为线路AB1，AB2开断后的电网潮流，如表6所示。

表6

母线名称	A0	A1	B0	B1	C0	C1	C2
								初始电压/V	526	233	525	232	524	231	231
电压门槛值/V	0.526	0.233	0.525	0.232	0.524	0.231	0.231
								开断AB1，AB2	524.8	232.4	524.2	231.3	523.8	230.6	230.6
电压变化ΔV<sub>t</sub>	1.2	0.6	0.8	0.7	0.2	0.4	0.4

依次计算关联母线集合B＝{A0，A1，B0，B1，C1，C2}，第1个母线A0的电压变化ΔV_a0为1.2，电压变化门槛值

为0.526，

则将N-2故障G(AB1，AB2)加入严重故障集F_S。

重复执行以上步骤，处理下一个故障设备

直至F_N2中全部故障处理完成。最终得到严重故障集F_S为{Ta1，Ta2，Ta3，Tb1，Tb2，Tc1，AB1，AB2，AC1，AC2，BC2，G(AB1，AB2)，G(AC1，AC2)，G(Ta1，Ta2)，G(Ta1，Ta3)，G(Ta2，Ta3)，G(Tb1，Tb2)}。

将形成的严重故障集F_S输出到电网在线安全分析软件中，用于在线静态和动态安全分析。当下一个计算周期到来时，开始下一轮严重故障集计算。

上文中对于一种电网安全分析中故障集的生成方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电网安全分析中故障集的生成方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的电网安全分析中故障集的生成装置。由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。

图3为本发明实施例所提供的一种电网安全分析中故障集的生成装置组成示意图，如图3所示，该故障集生成装置包括获取模块301，扫描计算模块302以及确定模块303。

获取模块301，用于获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据；

扫描计算模块302，用于扫描各设备并计算各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据；

确定模块303，用于确定出第一电网数据和第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集。

本发明所提供的一种电网安全分析中故障集的生成装置，首先获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据，得出各设备正常运行时所连母线的电网数据；然后扫描电网管理***中的各设备，计算得出各设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据，得出各设备故障后所连母线的数据；最后通过比较第一电网数据和第二电网数据的差值，确定出差值大于第一阈值的第一目标设备以形成目标故障集，因为该目标故障集是在相同标准下确定出的，所以随机性较小，且可通过实验等选取合理的第一阈值，进而确定出发生故障后对电网影响较大的目标设备，形成较准确的目标故障集。由此可见，应用本生成装置，可通过选取合理的第一阈值确定出故障后对电网***影响较大的目标设备，然后生成目标故障集，确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，与现有技术中通过人工方式生成故障集的方式相比，生成故障集的随机性较小，准确性较高。

上文中对于一种电网安全分析中故障集的生成方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电网安全分析中故障集的生成方法，本发明实施例还提供了另一种与该方法对应的电网安全分析中故障集的生成装置。由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。

图4为本发明实施例所提供的另一种电网安全分析中故障集的生成装置组成示意图，如图4所示，该故障集生成装置包括存储器401和处理器402。

存储器401，用于存储计算机程序；

处理器402，用于执行计算机程序以实现上述任意一个实施例所提供的电网安全分析中故障集的生成方法的步骤。

本发明所提供的另一种电网安全分析中故障集的生成装置，可通过选取合理的第一阈值确定出故障后对电网***影响较大的目标设备，然后生成目标故障集，确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，与现有技术中通过人工方式生成故障集的方式相比，生成故障集的随机性较小，准确性较高。

上文中对于一种电网安全分析中故障集的生成方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的电网安全分析中故障集的生成方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的计算机可读存储介质。由于计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此计算机可读存储介质部分的实施例请参照方法部分的实施例描述，这里不再赘述。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现上述任意一个实施例所提供的电网安全分析中故障集的生成方法的步骤。

本发明所提供的一种计算机可读存储介质，处理器可以读取可读存储介质中存储的程序，即可以实现上述任意一个实施例提供的电网安全分析中故障集的生成方法，可通过选取合理的第一阈值确定出故障后对电网***影响较大的目标设备，然后生成目标故障集，确定出哪些设备应该列入故障集，哪些设备不应该列入故障集，与现有技术中通过人工方式生成故障集的方式相比，生成故障集的随机性较小，准确性较高。

以上对本发明所提供的一种电网安全分析中故障集的生成方法、装置及存储介质进行了详细介绍。本文中运用几个实例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明，只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本领域技术人员，在没有创造性劳动的前提下，对本发明所做出的修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请中。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个操作与另一个操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”等类似词，使得包括一系列要素的单元、设备或***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种单元、设备或***所固有的要素。

Claims (8)

1.一种电网安全分析中故障集的生成方法，其特征在于，包括：

获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据；

扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据；

确定出所述第一电网数据和所述第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集；

其中，所述扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各所述设备确定出N-1故障设备；

计算所述N-1故障设备所连母线的第二电网数据；

其中，所述计算所述N-1故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以所述N-1故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与所述N-1故障设备关联且到所述N-1故障设备的电气距离小于第二阈值的第一母线；

基于修正法计算所述第一母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为所述第一母线的第二电网数据。

2.根据权利要求1所述的电网安全分析中故障集的生成方法，其特征在于，所述扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各所述设备确定出N-2故障设备；

计算与所述N-2故障设备所连母线的第二电网数据。

3.根据权利要求2所述的电网安全分析中故障集的生成方法，其特征在于，所述扫描各所述设备确定出N-2故障设备具体包括：

扫描同杆并架线路上的第二目标设备；

将所述第二目标设备作为所述N-2故障设备。

4.根据权利要求3所述的电网安全分析中故障集的生成方法，其特征在于，所述计算与所述N-2故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以所述N-2故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与所述N-2故障设备关联且到所述N-2故障设备的电气距离小于第三阈值的第二母线；

基于修正法计算所述第二母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为所述第二母线的第二电网数据。

5.根据权利要求3所述的电网安全分析中故障集的生成方法，其特征在于，所述确定出所述第一电网数据和所述第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集之后，还包括：

判断所述目标故障集中是否存在相同的N-2故障设备；

如果是，则删除其中一个所述相同的N-2故障设备。

6.一种电网安全分析中故障集的生成装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电网管理***中各设备所连母线的第一电网数据；

扫描计算模块，用于扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据；

确定模块，用于确定出所述第一电网数据和所述第二电网数据的差值大于第一阈值的第一目标设备以生成目标故障集；

其中，所述扫描各所述设备并计算各所述设备发生故障而被切除后所连母线的第二电网数据具体为：

扫描各所述设备确定出N-1故障设备；

计算所述N-1故障设备所连母线的第二电网数据；

其中，所述计算所述N-1故障设备所连母线的第二电网数据具体包括：

以所述N-1故障设备为起点，采用广度优先搜索算法搜索与所述N-1故障设备关联且到所述N-1故障设备的电气距离小于第二阈值的第一母线；基于修正法计算所述第一母线的电网潮流，并将计算出的电网潮流值作为所述第一母线的第二电网数据。

7.一种电网安全分析中故障集的生成装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任意一项所述的电网安全分析中故障集的生成方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至5任意一项所述的电网安全分析中故障集的生成方法的步骤。

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