CN110768246B - 一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法及装置 - Google Patents

一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法及装置，包括：选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据；根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数；根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率；根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列，能准确地反应连锁故障过程中交直流之间的相互影响。

Description

一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法及装置
技术领域
本发明涉及电力***连锁故障仿真分析技术领域，尤其涉及一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法及装置。
背景技术
随着各地区电网通过直流或交流方式互联形成更大规模的交直流混联电网，电网故障更容易通过连锁故障的方式蔓延到更大范围，给电网安全运行造成更大危害。国内外已经多次发生连锁故障导致的大停电事故，表明连锁故障成为威胁电网安全运行的重要因素之一。
国内外学者对连锁故障开展了研究并取得了不少成果，但传统的交流电网连锁故障理论、模型和分析方法等难以适用于交直流电网连锁故障，而部分适用于交直流电网连锁故障的理论、模型和分析方法在也存在较为简单不能准确反应连锁故障特性，特别是交、直流间的相互影响等问题。
一般认为，直流***故障会影响交流***的潮流转移和输电断面的传输功率，交流故障会影响直流换流母线电压而造成换相失败和闭锁，而如何准确分析以上特性还存在问题。如果采用机电暂态仿真，则对直流***的换相失败特性等仿真不准确，如果采用电磁暂态仿真，又会受到规模限制而需要先对电网进行简化，使得对交流***特性的仿真不准确。
发明内容
本发明实施例提供一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法及装置，能准确地反应连锁故障过程中交直流之间的相互影响。
本发明一实施例提供一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，包括：
选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据；
根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数；
根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率；
根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；
根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列。具体包括：
所述根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列，具体包括：
重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
作为上述方案的改进，所述根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，具体包括：
根据公式(1)计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数：
Figure GDA0002833489710000031
其中，
Figure GDA0002833489710000033
为输电线路Li对输电线路Lk的潮流转移系数；Li、Lk为所述交流输电断面内的输电线路，i、k是所述输电线路的编号,1≤i,k≤n,i≠k，n是所述交流输电断面内的输电线路的总数；Ik是输电线路Lk的允许电流，
Figure GDA0002833489710000034
为所述交流输电断面内的输电线路Li跳闸后引起所述交流输电断面内另一回输电线路Lk的电流变化量。
作为上述方案的改进，所述根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，具体包括：
根据公式(2)得到所述交流输电断面内输电线路的最大过载率：
Figure GDA0002833489710000032
其中，maxk为输电线路Lk在所述交流输电断面内所有其他输电线路跳闸后的最大过载率，Ik0为输电线路Lk在正常运行时的电流。
作为上述方案的改进，所述根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列，具体包括：
判断所述最大过载率是否大于预设的过载率阈值；
当所述最大过载率大于所述过载率阈值时，则获取所述最大过载率对应的输电线路，作为故障输电线路；
将所述故障输电线路的潮流转移系数按从大到小进行排序，并将排序后的各潮流转移系数对应的输电线路作为所述交流输电断面的线路故障跳闸序列。
作为上述方案的改进，所述根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，具体包括：
当未出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取下一回待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
作为上述方案的改进，所述根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，还包括：
当未出现线路过载且出现直流***换相失败的情况时，记录在预设时间内的换相失败次数，判断所述换相失败次数是否达到预设的换相失败次数阈值；
当所述换相失败次数达到所述换相失败次数阈值时，则判定直流***出现闭锁故障，将所述直流***放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
作为上述方案的改进，所述根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，还包括：
当出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则将出现线路过载的输电线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
本发明另一实施例对应提供了一种交直流电网输电断面连锁故障的分析装置，包括：
交流输电断面选取模块，用于选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据；
潮流转移系数计算模块，用于根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数；
最大过载率计算模块，用于根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率；
线路故障跳闸序列获取模块，用于根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；
连锁故障跳闸序列获取模块，用于根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列；具体包括：
所述根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列，具体包括：
重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，通过所述方法包括选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据，根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列，根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列，能有效解决现有技术中采用机电暂态仿真导致对直流***的换相失败特性等仿真不准确，以及采用电磁暂态仿真导致对交流***特性的仿真不准确的问题，采用以上方法，能准确地反应连锁故障过程中交直流之间的相互影响，从而保证电网的安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一中的交流输电断面的示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种交直流电网输电断面连锁故障的分析装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1，是本发明实施例一提供的一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101至步骤S105。
S101、选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据。
S102、根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数。
在一种可选的实施例中，步骤S101具体为：
根据公式(1)计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数：
Figure GDA0002833489710000071
其中，
Figure GDA0002833489710000072
为输电线路Li对输电线路Lk的潮流转移系数；Li、Lk为所述交流输电断面内的输电线路，i、k是所述输电线路的编号,1≤i,k≤n,i≠k，n是所述交流输电断面内的输电线路的总数，交流输电断面被定义为A＝{Lk,k＝1～n}。
Figure GDA0002833489710000073
为所述交流输电断面内的输电线路Li跳闸后引起所述交流输电断面内另一回输电线路Lk的电流变化量，该电流变化量可以通过机电电磁仿真模拟线路Li跳闸后根据仿真结果得到的。Ik是输电线路Lk的允许电流，超过该允许电流后，线路保护会将该线路跳闸。
S103、根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率。
在一种可选的实施例中，步骤S102具体为：
根据公式(2)得到所述交流输电断面内输电线路的最大过载率：
Figure GDA0002833489710000081
其中，maxk为输电线路Lk在所述交流输电断面内所有其他输电线路跳闸后的最大过载率，Ik0为输电线路Lk在正常运行时的电流。
S104、根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列。
在一种可选的实施例中，步骤S104具体为：
判断所述最大过载率是否大于预设的过载率阈值；
当所述最大过载率大于所述过载率阈值时，则获取所述最大过载率对应的输电线路，作为故障输电线路；
将所述故障输电线路的潮流转移系数按从大到小进行排序，并将排序后的各潮流转移系数对应的输电线路作为所述交流输电断面的线路故障跳闸序列。
示例性的，过载率阈值可以为1.0，则当交流输电断面中的输电线路Lk的最大过载率大于1.0时，根据故障输电线路Lk的潮流转移系数
Figure GDA0002833489710000082
i＝{1,2,…,n}，i≠k按从大到小进行排序，然后将输电线路对应的编号排序，作为交流输电断面的故障跳闸序列。优选的，交流输电断面A的故障跳闸序列表示为FAi＝{Lx，Ly，Lz，…，Ln}，i＝1～m，其中，Li是故障跳闸序列编号，m是故障跳闸序列的总数，线路Lx是故障跳闸序列中第一个跳闸的交流线路。
S105、根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列。
在一种可选的实施例中，步骤S105具体为：
重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
在一种可选的实施例中，当未出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取下一回待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
在一种可选的实施例中，当未出现线路过载且出现直流***换相失败的情况时，记录在预设时间内的换相失败次数，判断所述换相失败次数是否达到预设的换相失败次数阈值；
当所述换相失败次数达到所述换相失败次数阈值时，则判定直流***出现闭锁故障，将所述直流***放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
在一种可选的实施例中，当出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则将出现线路过载的输电线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
示例性的，步骤一、设置一个空仿真故障集X＝{}，取出交流输电断面的一个故障跳闸序列，采用机电电磁混合仿真计算将按其中给定的故障顺序进行；步骤二、从故障跳闸序列中按顺序取出一回线路，放入仿真故障集X中；步骤三、按仿真故障集中给定的故障顺序进行机电电磁仿真计算，其中的线路设置为三相短路跳闸故障，直流设置为闭锁故障，观察其他线路过载以及直流***换相失败情况；步骤四、如果没有线路过载，也没有直流***换相失败，则从故障跳闸序列中取出下一回线路，放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤三；步骤五、如果没有线路过载，但是有直流***换相失败情况，则记录在指定时间内的换相失败次数，如果达到给定阈值，则判定该直流***出现闭锁故障，将该直流***放入故障集X中作为后续故障，返回步骤三；步骤六、如果有线路过载，没有直流***换相失败，则将该过载线路放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤三；步骤七、如果仿真出现***失去稳定的情况，则终止仿真，将仿真故障集X中的线路和直流故障顺序作为输电断面的一个连锁故障跳闸序列；步骤八、取出交流输电断面的下一个故障跳闸序列，重复以上步骤一至七，可以得到输电断面的考虑交直流相互影响的连锁故障跳闸序列。
在另一优选的实施例中，在上述实施例的基础上，将所述交直流电网输电断面连锁故障的分析方法应用于实际电网。
参见图2，是本发明实施例一中的交流输电断面的示意图，其中，交流输电断面A由输电线路La、Lb、Lc、Ld、Le、Le、f、Lg构成面，输电方向从断面A的左侧流向右侧，如图2中线路箭头所示，输电线路两端连接的是与其对应的变电站，其中Lb，Lc和Ld共同接入变电站S，而变电站S通过一回输电线路接到一个直流***逆变侧的换流站T。输电线路La、Le、Lf和Lg对应的变电站与Lb，Lc和Ld对应的变电站之间没有输电线路直接相连。
进一步，通过机电电磁仿真，得到交流输电断面A内的一回输电线路跳闸后引起断面内线路的潮流转移系数，进而根据潮流转移系数，计算交流输电断面A内各线路的最大过载率，其计算结果如下表1所示。
Figure GDA0002833489710000111
进一步，根据表1，交流输电断面A中最大过载率大于1的有maxb和maxc，按照潮流转移系数大小排序，对应的故障跳闸序列为：FAb＝{La，Lc，Le，Ld，Lg，Lf}，FAc＝{La，Lb，Le，Ld，Lg，Lf}。
进一步，利用机电电磁混合仿真，计算生成考虑交直流相互影响的输电断面A的连锁故障跳闸序列。具体步骤如下：1、设置空仿真故障集X，取断面A故障跳闸序列FAb＝{La，Lc，Le，Ld，Lg，Lf}；2、从故障跳闸序列FAb中按顺序取出一回线路La，放入故障集X中；3、按仿真故障集X中给定的故障顺序进行机电电磁仿真计算，其中的线路设置为三相短路跳闸故障，直流设置为闭锁故障，观察其他线路过载以及直流***换相失败情况。
参见表2，为线路相继跳闸及直流闭锁仿真时对应的各线路稳态电流值。
Figure GDA0002833489710000112
Figure GDA0002833489710000121
主要仿真结果如下：
按仿真故障集X＝{La}，仿真线路La跳闸，观察线路过载及直流***换相失败情况，发现没有线路过载，没有直流换相失败，将故障跳闸序列FAb下一回线路Lc放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤3；
按仿真故障集X＝{La，Lc}，仿真线路先后跳闸，观察线路过载及直流***换相失败情况，发现线路Lb电流达到3040A，超过其允许电流，没有直流换相失败，将线路Lb放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤3；
按仿真故障集X＝{La，Lc，Lb}，仿真线路先后跳闸，观察线路过载及直流***换相失败情况，发现线路Ld电流达到2324A，超过其允许电流，没有直流换相失败，将线路Ld放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤3；
按仿真故障集X＝{La，Lc，Lb，Ld}，仿真线路先后跳闸，观察线路过载及直流***换相失败情况，发现没有线路过载，但出现换流站T直流换相失败且导致闭锁情况，将该换流站放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤3；
按仿真故障集X＝{La，Lc，Lb，Ld，T}，仿真线路先后跳闸及换流站T直流***闭锁，观察线路过载及直流***换相失败导致闭锁情况，发现线路Le电流达到4145A，超过其允许电流，将线路Le放入仿真故障集X中作为后续故障，返回步骤3；
按仿真故障集X＝{La，Lc，Lb，Ld，T，Le}，仿真线路先后跳闸，换流站T直流***闭锁，观察线路过载及直流***换相失败导致闭锁情况，发现***失去稳定；此时，终止仿真，将仿真故障集X中的线路和直流故障顺序{La，Lc，Lb，Ld，T，Le}作为输电断面A的一个连锁故障跳闸序列；
取出交流输电断面A的下一个故障跳闸序列FAc＝{La，Lb，Le，Ld，Lg，Lf}，重复以上步骤，可以得到交流输电断面A的考虑交直流相互影响的连锁故障跳闸序列。
可以看出，仿真过程中当线路Lb，Lc和Ld全部跳闸后，换流站T失去了一个重要的电压支撑，导致直流换相失败而出现闭锁的情况，而采用机电仿真时，没有发现此种情况，表明提出的方法，一方面能够较好地发现输电断面中的薄弱环节，找到输电断面A中容易造成电网失去稳定的连锁故障跳闸序列，另一方面够通过机电电磁混合仿真较准确地反应连锁故障过程中交直流之间的相互影响。
本发明实施例提供的一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，通过所述方法包括选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据，根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列，根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列，能有效解决现有技术中采用机电暂态仿真导致对直流***的换相失败特性等仿真不准确，以及采用电磁暂态仿真导致对交流***特性的仿真不准确的问题，采用以上方法，能准确地反应连锁故障过程中交直流之间的相互影响，从而保证电网的安全运行。
实施例二
参见图3，是本发明实施例二提供的一种交直流电网输电断面连锁故障的分析装置的结构示意图，包括：
交流输电断面选取模块201，用于选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据；
潮流转移系数计算模块202，用于根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数；
最大过载率计算模块203，用于根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率；
线路故障跳闸序列获取模块204，用于根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；
连锁故障跳闸序列获取模块205，用于根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列；具体包括：
所述根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列，具体包括：
重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
优选的，所述潮流转移系数计算模块202包括：
潮流转移系数计算单元，用于根据公式(1)计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数：
Figure GDA0002833489710000151
其中，
Figure GDA0002833489710000153
为输电线路Li对输电线路Lk的潮流转移系数；Li、Lk为所述交流输电断面内的输电线路，i、k是所述输电线路的编号,1≤i,k≤n,i≠k，n是所述交流输电断面内的输电线路的总数；Ik是输电线路Lk的允许电流，
Figure GDA0002833489710000154
为所述交流输电断面内的输电线路Li跳闸后引起所述交流输电断面内另一回输电线路Lk的电流变化量。
优选的，所述最大过载率计算模块203包括：
最大过载率计算单元，用于根据公式(2)得到所述交流输电断面内输电线路的最大过载率：
Figure GDA0002833489710000152
其中，maxk为输电线路Lk在所述交流输电断面内所有其他输电线路跳闸后的最大过载率，Ik0为输电线路Lk在正常运行时的电流。
优选的，所述线路故障跳闸序列获取模块204包括：
过载判断单元，用于判断所述最大过载率是否大于预设的过载率阈值；
故障输电线路选取单元，用于当所述最大过载率大于所述过载率阈值时，则获取所述最大过载率对应的输电线路，作为故障输电线路；
排序单元，用于将所述故障输电线路的潮流转移系数按从大到小进行排序，并将排序后的各潮流转移系数对应的输电线路作为所述交流输电断面的线路故障跳闸序列。
优选的，所述连锁故障跳闸序列获取模块205包括：
循环单元，用于重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
优选的，所述连锁故障跳闸序列获取模块205还包括：
第一更新单元，用于当未出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取下一回待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
优选的，所述连锁故障跳闸序列获取模块205还包括：
闭锁故障判断单元，用于当未出现线路过载且出现直流***换相失败的情况时，记录在预设时间内的换相失败次数，判断所述换相失败次数是否达到预设的换相失败次数阈值；
第二更新单元，用于当所述换相失败次数达到所述换相失败次数阈值时，则判定直流***出现闭锁故障，将所述直流***放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
优选的，所述连锁故障跳闸序列获取模块205还包括：
第三更新单元，用于当出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则将出现线路过载的输电线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
本实施例二提供的所述交直流电网输电断面连锁故障的分析装置用于执行上述实施例一任意一项所述交直流电网输电断面连锁故障的分析方法的步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，包括：
选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据；
根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数；
根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率；
根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；
根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列；具体包括：
重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
2.如权利要求1所述的交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，所述根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，具体包括：
根据公式(1)计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数：
Figure FDA0003002945730000021
其中，
Figure FDA0003002945730000022
为输电线路Li对输电线路Lk的潮流转移系数；Li、Lk为所述交流输电断面内的输电线路，i、k是所述输电线路的编号,1≤i,k≤n,i≠k，n是所述交流输电断面内的输电线路的总数；Ik是输电线路Lk的允许电流，
Figure FDA0003002945730000023
为所述交流输电断面内的输电线路Li跳闸后引起所述交流输电断面内另一回输电线路Lk的电流变化量。
3.如权利要求2所述的交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，所述根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，具体包括：
根据公式(2)得到所述交流输电断面内输电线路的最大过载率：
Figure FDA0003002945730000024
其中，maxk为输电线路Lk在所述交流输电断面内所有其他输电线路跳闸后的最大过载率，Ik0为输电线路Lk在正常运行时的电流。
4.如权利要求1所述的交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，所述根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列，具体包括：
判断所述最大过载率是否大于预设的过载率阈值；
当所述最大过载率大于所述过载率阈值时，则获取所述最大过载率对应的输电线路，作为故障输电线路；
将所述故障输电线路的潮流转移系数按从大到小进行排序，并将排序后的各潮流转移系数对应的输电线路作为所述交流输电断面的线路故障跳闸序列。
5.如权利要求1所述的交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，所述根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，具体包括：
当未出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取下一回待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
6.如权利要求1所述的交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，所述根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，还包括：
当未出现线路过载且出现直流***换相失败的情况时，记录在预设时间内的换相失败次数，判断所述换相失败次数是否达到预设的换相失败次数阈值；
当所述换相失败次数达到所述换相失败次数阈值时，则判定直流***出现闭锁故障，将所述直流***放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
7.如权利要求1所述的交直流电网输电断面连锁故障的分析方法，其特征在于，所述根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，还包括：
当出现线路过载且未出现直流***换相失败的情况时，则将出现线路过载的输电线路放入所述仿真故障集中作为后续故障，以更新所述仿真故障集。
8.一种交直流电网输电断面连锁故障的分析装置，其特征在于，包括：
交流输电断面选取模块，用于选择电网的交流输电断面，获取所述交流输电断面内各输电线路的线路电流数据；
潮流转移系数计算模块，用于根据所述输电线路的线路电流数据，采用预设的机电电磁仿真模型，计算所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数；
最大过载率计算模块，用于根据所述交流输电断面内各输电线路间的潮流转移系数，计算所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率；
线路故障跳闸序列获取模块，用于根据所述交流输电断面内各输电线路的最大过载率，得到所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；
连锁故障跳闸序列获取模块，用于根据所述线路故障跳闸序列，采用所述机电电磁仿真模型进行仿真计算，得到所述交流输电断面的连锁故障跳闸序列；具体包括：
重复执行以下步骤，直至完成对所述交流输电断面中所有所述线路故障跳闸序列的仿真，从而得到所述交流输电断面中的所有连锁故障跳闸序列：
初始设置仿真故障集，选取任一所述交流输电断面的线路故障跳闸序列；其中，在初始状态下的所述仿真故障集为空集；
从所述线路故障跳闸序列中按顺序获取一输电线路作为待仿真线路，并将所述待仿真线路放入所述仿真故障集中；
采用所述机电电磁仿真模型，按所述仿真故障集中所述待仿真线路的故障顺序进行故障仿真，得到其他的线路过载情况和直流***换相情况；其中，在故障仿真过程中所述待仿真线路的故障设置为三相短路跳闸故障，直流***的故障设置为闭锁故障；
根据所述线路过载情况和所述直流***换相情况，更新所述仿真故障集，重新按所述仿真故障集中的故障顺序进行故障仿真，直至检测到直流***处于不稳定的工作状态，从而将当前的仿真故障集作为所述交流输电断面中的连锁故障跳闸序列。
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