CN115859627A - 电力***连锁故障动态仿真模型、筛选方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力***连锁故障动态仿真模型、筛选方法、设备及介质，涉及电力***连锁故障技术领域。本发明包括对恶劣天气影响下的线路故障率数据进行采样，考虑大停电事故中误操作原因造成的隐性故障，加入时间参数来表征电力***冲击下的线路断线、故障检修和故障检修的模型；围绕电力***建立***频率仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性；建立混合仿真模型中的故障模型以及判断方式，并将这些故障形式分类，加入混合仿真模型中；获取电力***实时运行数据，输入到混合仿真模型中，即可根据故障形式分类对连锁故障形式进行筛选，用于对电力***连锁故障风险进行评估及预防。

Description

电力***连锁故障动态仿真模型、筛选方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及电力***连锁故障技术领域，具体为电力***连锁故障动态仿真模型、筛选方法、设备及介质。

背景技术

随着我国经济的高速发展，电能需求将持续增加，电力***的互联程度、复杂程度也不断提高，这无疑增加了电力***发生连锁故障的风险，过去数十年间，连锁故障引发了数次大停电事故，给社会带来了巨大的经济损失，因此，对于小概率、大影响的灾害事故的预防和止损，如何提升电力***的安全性能和弹性，其关键就在连锁故障上，换言之，对于连锁故障的发生过程的研究、制定对应的防御策略具有重要意义。

电力***中的连锁故障，是指由一个或多个初始故障作为扰动、进而引发***中其他元件相继故障的一系列故障事件，连锁故障的发生，或源于电力***内部的老化故障、保护误动、人为操作等因素，或源于电力***之外的自然灾害、动植物接触线路等因素，因此，仅仅依靠给定预想故障集的安全校验，尚不足以有效降低连锁故障风险，事实上，在连锁故障的初始触发阶段之后，加剧连锁过程在***中传播蔓延的因素主要来自***内部，这些因素包括但不限于潮流转移产生的线路过载停电、保护误动或拒动、隐性故障和***解列等，鉴于连锁故障在初始触发阶段和后续传播阶段表现出的不同机理，对两个阶段中的故障在分析和处理上也会有所区别。

为了预防连锁故障的发生并抵御它的传播，需要针对连锁故障的复杂过程进行针对性的建模，针对可能在级联失效中引发的故障，以及诱导故障触发的原因，需要对电力***元件以及潮流变化行为进行可靠的把控，从而达到连锁故障预测的目的，在进行连锁故障相应模型构建后，需要对确定电力***进行多次随机采样的仿真，一方面，可以对电力***连锁故障风险进行评估；另一方面，为连锁故障预防提供有针对行的数据，对于电力***规划建设有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供电力***连锁故障动态仿真模型、筛选方法、设备及介质，用于对电力***连锁故障风险进行评估，为连锁故障预防提供有针对行的数据。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电力***连锁故障动态仿真模型，具体如下：

对恶劣天气影响下的线路故障率数据进行采样，考虑大停电事故中误操作原因造成的隐性故障，加入时间参数来表征电力***冲击下的线路断线、故障检修和故障检修的模型；

围绕电力***建立暂稳态混合仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性；

建立暂稳态混合仿真模型中的故障模型以及判断方式，并将这些故障形式分类，加入混合仿真模型中；

获取电力***实时运行数据，输入到暂稳态混合仿真模型中，即可根据故障形式分类对连锁故障形式进行筛选，用于对电力***连锁故障风险进行评估及预防。

进一步的，对线路故障率数据进行采样，建立仿真过程以及确定相应的时间参数，具体步骤如下：

1)根据电力***模型数据，初始化电力***网络相关参数；

2)采样由恶劣天气引起的线路故障，并设置为***初始故障；

3)检测电力***中是否有孤岛产生，若没有孤岛产生，则继续采样故障线路；若有且只有一个孤岛，则进入步骤4)；若孤岛数量大于等于二，则进入步骤6)；

4)根据断线后新***拓扑计算潮流，判断各线路潮流是否过载，对于过载线路，根据以下公式故障概率模型计算其故障概率，并更新线路状态信息；

其中

是线路l的故障概率，p_l是线路l的当前负载率，/>

是线路l的额定负载率，/>

是线路l的极限负载率；

若有新的线路发生过载故障，则判断孤岛个数，若仍为一，则重复步骤4)，若大于等于二，则进入步骤6)；若无新的线路发生过载故障，则进入步骤5)；

其中，t_i为从上一条线路断线到当前线路i断线之间的时间间隔，a_i为常数，b_i为时间系数，c_i为期望值的倒数，x为大于等于0的随机正数；

5)进行线路隐性故障采样，采样上一次故障线路相邻线路是否发生隐性故障，若发生新的隐性故障，则进入步骤4)，若无隐性故障发生，则进入最优切负荷模型，该模型的目标为，功率平衡和线路潮流不过载的约束下，***的总切负荷量最小，进入步骤7)；

6)对于每个孤岛，判断其孤岛类型，对于每个孤岛中节点的数量和类型，进行切负荷，计算并记录总失负荷量，本次连锁故障模拟结束，仿真测试次数加一进入步骤7)；

7)电力***恢复故障采样：对于故障后断开的线路，设置其恢复时间，如以下公式所示，在故障发展过程、线路恢复和切负荷恢复之后，完成连锁故障仿真，仿真测试数据加一进入步骤8)；

其中，t_ri为线路i的恢复时间，a_ri为常数，b_ri为时间系数，c_ri为期望值倒数，x为大于等于0的正数。

8)计算并记录每次仿真测试中的故障线路、切机次数、负载损耗以及故障发展曲线相关数据，如果仿真测试得到的数据不满足收敛条件，则进入步骤2)，否则，仿真测试完成；

Cv_n＞Cv₀

其中，Cv_n是n次仿真测试数据所得到的变异系数，其参考值Cv₀设置为0.05，满足上式时仿真测试结束。

进一步的，建立***频率仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性，其具体步骤如下：

1)建立暂态频率模型：围绕电力******建立***频率仿真模型，考虑到负荷节点为定负荷，分布式电源和负荷节点均不参与调频，即设定节点惯性H＝0，同步发电机具有调频功能：设定同步发电机考虑频率变化，频率由转速决定，由其惯性、机械功率和电磁功率决定，将同步发电机以外的节点视为同一频率。

对于电力***中的n条线路

将通过N次模拟仿真得到的N条故障链{L₁,L₂,…,L_N}的传播关系用无向图/>

表示，即：

以上两式分别为同步发电机节点频率与***频率变化方程；

式中，i下标指代第i台同步发电机，δ_i为改节点处相角，

为节点角频率，P_mi、P_ei分别指代节点机械功率与电磁功率，γ_i为节点阻尼系数，H_i为节点惯量，下式中各项为***值，P_loss为***线路损耗。

2)暂态模型迭代中的潮流计算：在***各节点相角迭代完成后，t到t+1时刻的功率由以下公式得到；

其中，

是指节点注入的视在功率，P_m(t+1)与Q_m(t+1)是其有功和无功分量，其值由节点电压V_m,V_n、相角θ_m,θ_n和电网阻抗导纳参数G、B求得，在上式中，S_m是指在电网拓扑结构中与m个节点相连的节点集合。

3)节点相角与频率数据迭代求解过程：根据上一时刻的电压和相角求解潮流后，实现***各节点相角的迭代和频率变化率的计算，随后迭代同类型可再生能源电机所在节点的电压，从而更新t+1时刻全网的状态。

进一步的，建立***频率仿真模型中的故障模型以及判断方式，具体如下：

1)初始故障

将恶劣天气造成的电力***故障，设置为线路断线。

2)暂态潮流越限

发生在暂态仿真中，通过节点电压相角计算出暂态仿真中每一步下的潮流极限判断，说明常规的连锁故障仿真无法涉及潮流极限；

故障触发条件如下：

其中，Sl_m,t为t时刻m线路视在功率，

为m线路额定视在功率，k_tsl为潮流极限判断系数；

3)频率变化率越限

在每个暂态仿真步长中，通过比较同步发电机节点与除同步发电机节点外的频率变化率与参考值，实现暂态频率变化率越限的故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，RoCoF_n,t为t时刻n节点的频率变化率，RoCoF_min,RoCoF_max分别为节点频率变化率的上下限；

4)频率越限

在每个暂态仿真步长中，通过比较同步发电机节点与除同步发电机节点外的频率与参考值，实现暂态频率越限的故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，fr_n,t为t时刻n节点的频率，fr_min,fr_max分别为节点频率的上下限。

5)发电机电压越限

在每个暂态仿真步长中，通过将各发电机节点每一步的电压与最低、最高正常运行电压进行比较，实现暂态发电机电压故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，V_n,t为t时刻n节点的节点电压，k_V,min、k_V,max为节点电压越限判断系数。

6)分布式电源节点处的相移越限

在电力***侧对分布式电源的移相保护进行建模，在暂态仿真中，提取分布式电源节点不同步长下的相角变化，并与电力***约束值进行比较，实现对此类故障的筛选；

故障触发条件如下：

Ph_l,t-Ph_l,t-tph-fr₀·tph＞Ph_Δ

其中，Ph_l,t为第l台新能源发电机所在节点t时刻的相角，fr₀为额定频率，tph为判断移相保护的时间间隔，Ph_Δ为判断移相保护的相角。

7)稳态潮流越限

表示在稳态仿真中触发的潮流越限；

故障触发条件如下：

/>

其中

是线路l的故障概率，p_l是线路l的当前负载率，/>

是线路l的额定负载率，/>

是线路l的极限负载率；

8)稳态隐性故障

表示稳态仿真中触发的电力***隐性故障。

其中，隐性故障是电力***运行过程中难以发现的一种故障，一旦电网出现运行故障或负荷发生一定的波动，隐性故障便会暴露出来，继而导致继电保护***无法进行正常的工作，这个过程会体现在连锁故障过程中。

9)将1)-8)中所述的故障按照发生在暂态或稳态、故障后是否切负荷、故障是否引发断线故障进行分类。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种电力***连锁故障筛选方法，其使用所述的电力***连锁故障动态仿真模型对连锁故障形式进行筛选。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现所述的一种电力***连锁故障筛选方法。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行所述的一种电力***连锁故障筛选方法。

本发明至少具备以下有益效果：

本发明在连锁故障仿真方面，通过对恶劣天气影响下的线路故障率数据进行采样，考虑大停电事故中误操作原因造成的隐性故障，加入时间参数来表征电力***冲击下的线路断线、故障检修和故障检修的模型；围绕电力***建立***频率仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性；建立混合仿真模型中的故障模型以及判断方式，并将这些故障形式分类，加入混合仿真模型中；获取电力***实时运行数据，输入到混合仿真模型中等步骤，能够根据故障形式分类对连锁故障形式进行筛选，不仅可以对电力***连锁故障风险进行评估，还能够为连锁故障预防提供有针对行的数据，对于电力***规划建设有重大意义。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明仿真测试***拓扑图；

图3为本发明仿真得到的***负载率随时间变化曲线。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：电力***连锁故障动态仿真模型，具体如下：

(1)对恶劣天气影响下的线路故障率数据进行采样，考虑大停电事故中误操作原因造成的隐性故障，加入时间参数来表征电力***冲击下的线路断线、故障检修和故障检修的模型，具体步骤如下：

1)根据电力***模型数据，初始化电力***网络相关参数；

其中电力***数据包括节点负荷、发电机出力上下限和电网线路容量，电力***模型即为包含以上数据的物理模型。

2)采样由恶劣天气引起的线路故障，并设置为***初始故障；

3)检测电力***中是否有孤岛产生，若没有孤岛产生，则继续采样故障线路；若有且只有一个孤岛，则进入步骤4)；若孤岛数量大于等于二，则进入步骤6)；

4)根据断线后新***拓扑计算潮流，判断各线路潮流是否过载，对于过载线路，根据以下公式故障概率模型计算其故障概率，并更新线路状态信息；

其中

是线路l的故障概率，p_l是线路l的当前负载率，/>

是线路l的额定负载率，/>

是线路l的极限负载率；

若有新的线路发生过载故障，则判断孤岛个数，若仍为一，则重复步骤4)，若大于等于二，则进入步骤6)；若无新的线路发生过载故障，则进入步骤5)；

其中，t_i为从上一条线路断线到当前线路i断线之间的时间间隔，a_i为常数，b_i为时间系数，c_i为期望值的倒数，x为大于等于0的随机正数；

5)进行线路隐性故障采样，采样上一次故障线路相邻线路是否发生隐性故障，若发生新的隐性故障，则进入步骤4)，若无隐性故障发生，则进入最优切负荷模型，该模型的目标为，功率平衡和线路潮流不过载的约束下，***的总切负荷量最小，进入步骤7)；

其中，最优切负荷模型的表达式如下所示：

/>

其中Min.为求最小值，NB为***模型中节点的总个数，如果当前电力***网络中不存在孤岛，则***模型为前电力***网络，如果当前电力***网络中存在孤岛，且孤岛中存在发电机，则***模型为孤岛，如果前电力***网络中存在n个有发电机的孤岛，则采用最优切负荷模型计算每个孤岛的最优切负荷量，然后将n个最优切负荷量相加，得到最终的最优切负荷量；PDcut_j表示第j个节点的切负荷量，NG表示***模型中发电机的总个数，PG_i表示***模型中第i台发电机的出力，PD_j表示是第j个节点的总荷量，PG_i,min与PG_i,max分别表示第i台发电机的出力上限与下限，

是***模型中线路l的极限负载率，LS为***模型中线路的状态矩阵，PL_max为***模型中线路的潮流上限，PL为***模型中的线路潮流。

6)对于每个孤岛，判断其孤岛类型，对于每个孤岛中节点的数量和类型，进行切负荷，计算并记录总失负荷量，本次连锁故障模拟结束，仿真测试次数加一进入步骤7)；

7)电力***恢复故障采样：对于故障后断开的线路，设置其恢复时间，如以下公式所示，在故障发展过程、线路恢复和切负荷恢复之后，完成连锁故障仿真，仿真测试数据加一进入步骤8)；

其中，t_ri为线路i的恢复时间，a_ri为常数，b_ri为时间系数，c_ri为期望值倒数，x为大于等于0的正数。

8)计算并记录每次仿真测试中的故障线路、切机次数、负载损耗以及故障发展曲线相关数据，如果仿真测试得到的数据不满足收敛条件，则进入步骤2)，否则，仿真测试完成；

Cv_n＞Cv₀

其中，Cv_n是n次仿真测试数据所得到的变异系数，其参考值Cv₀设置为0.05，满足上式时仿真测试结束。

9)所述步骤5)中的最优切负荷模型的表达式如下所示：

其中Min.为求最小值，NB为***模型中节点的总个数，如果当前电力***网络中不存在孤岛，则***模型为前电力***网络，如果当前电力***网络中存在孤岛，且孤岛中存在发电机，则***模型为孤岛，如果前电力***网络中存在n个有发电机的孤岛，则采用最优切负荷模型计算每个孤岛的最优切负荷量，然后将n个最优切负荷量相加，得到最终的最优切负荷量；PDcut_j表示第j个节点的切负荷量，NG表示***模型中发电机的总个数，PG_i表示***模型中第i台发电机的出力，PD_j表示是第j个节点的总荷量，PG_i,min与PG_i,max分别表示第i台发电机的出力上限与下限，

是***模型中线路l的极限负载率，LS为***模型中线路的状态矩阵，PL_max为***模型中线路的潮流上限，PL为***模型中的线路潮流。

(2)围绕电力***建立暂稳态混合仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性，具体步骤如下：

1)建立暂态频率模型：围绕电力******建立***频率仿真模型，考虑到负荷节点为定负荷，分布式电源和负荷节点均不参与调频，即设定节点惯性H＝0，同步发电机具有调频功能：设定同步发电机考虑频率变化，频率由转速决定，由其惯性、机械功率和电磁功率决定，将同步发电机以外的节点视为同一频率。

对于电力***中的n条线路

将通过N次模拟仿真得到的N条故障链{L₁,L₂,…,L_N}的传播关系用无向图/>

表示，即：

以上两式分别为同步发电机节点频率与***频率变化方程；

式中，i下标指代第i台同步发电机，δ_i为改节点处相角，

为节点角频率，P_mi、P_ei分别指代节点机械功率与电磁功率，γ_i为节点阻尼系数，H_i为节点惯量，下式中各项为***值，P_loss为***线路损耗；

2)暂态模型迭代中的潮流计算：在***各节点相角迭代完成后，t到t+1时刻的功率由以下公式得到；

其中，

是指节点注入的视在功率，P_m(t+1)与Q_m(t+1)是其有功和无功分量，其值由节点电压V_m,V_n、相角θ_m,θ_n和电网阻抗导纳参数G、B求得，在上式中，S_m是指在电网拓扑结构中与m个节点相连的节点集合。

3)节点相角与频率数据迭代求解过程：根据上一时刻的电压和相角求解潮流后，实现***各节点相角的迭代和频率变化率的计算，随后迭代同类型可再生能源电机所在节点的电压，从而更新t+1时刻全网的状态。

(3)建立暂稳态混合仿真模型中的故障模型以及判断方式，并将这些故障形式分类，加入混合仿真模型中，具体如下：

1)初始故障

将恶劣天气造成的电力***故障，设置为线路断线。

2)暂态潮流越限

发生在暂态仿真中，通过节点电压相角计算出暂态仿真中每一步下的潮流极限判断，说明常规的连锁故障仿真无法涉及潮流极限；

故障触发条件如下：

其中，Sl_m,t为t时刻m线路视在功率，

为m线路额定视在功率，k_tsl为潮流极限判断系数；

3)频率变化率越限

在每个暂态仿真步长中，通过比较同步发电机节点与除同步发电机节点外的频率变化率与参考值，实现暂态频率变化率越限的故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，RoCoF_n,t为t时刻n节点的频率变化率，RoCoF_min,RoCoF_max分别为节点频率变化率的上下限；

4)频率越限

在每个暂态仿真步长中，通过比较同步发电机节点与除同步发电机节点外的频率与参考值，实现暂态频率越限的故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，fr_n,t为t时刻n节点的频率，fr_min,fr_max分别为节点频率的上下限。

5)发电机电压越限

在每个暂态仿真步长中，通过将各发电机节点每一步的电压与最低、最高正常运行电压进行比较，实现暂态发电机电压故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，V_n,t为t时刻n节点的节点电压，k_V,min、k_V,max为节点电压越限判断系数。

6)分布式电源节点处的相移越限

在电力***侧对分布式电源的移相保护进行建模，在暂态仿真中，提取分布式电源节点不同步长下的相角变化，并与电力***约束值进行比较，实现对此类故障的筛选；

故障触发条件如下：

Ph_l,t-Ph_l,t-tph-fr₀·tph＞Ph_Δ

其中，Ph_l,t为第l台新能源发电机所在节点t时刻的相角，fr₀为额定频率，tph为判断移相保护的时间间隔，Ph_Δ为判断移相保护的相角。

7)稳态潮流越限

表示在稳态仿真中触发的潮流越限；

故障触发条件如下：

/>

其中

是线路l的故障概率，p_l是线路l的当前负载率，/>

是线路l的额定负载率，/>

是线路l的极限负载率；

8)稳态隐性故障

表示稳态仿真中触发的电力***隐性故障。

其中，隐性故障是电力***运行过程中难以发现的一种故障，一旦电网出现运行故障或负荷发生一定的波动，隐性故障便会暴露出来，继而导致继电保护***无法进行正常的工作，这个过程会体现在连锁故障过程中。

9)将1)-8)中所述的故障按照发生在暂态或稳态、故障后是否切负荷、故障是否引发断线故障进行分类；

10)按照发电机、负荷、电网频率、电压等元件建模以及连锁故障筛选方法，以ieee-118作为发明测试***，新能源占比为15％的条件下，进行仿真，ieee-118为ieee标准测试***的一种，其拓扑如图2。

表1.电力***级联故障分类表

表2.仿真计算所得的连锁故障数据统计表

故障类型/统计数据名称	发生次数/统计值
		暂态潮流越限	292
频率变化率越限	78
		频率越限	165
发电机电压越限	286
		分布式电源节点处的相移越限	276
稳态潮流越限	112
		稳态隐性故障	45
切负荷百分比	1.073
		平均断线条数	1.689

(4)获取电力***实时运行数据，输入到暂稳态混合仿真模型中，即可根据故障形式分类对连锁故障形式进行筛选，用于对电力***连锁故障风险进行评估及预防。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种电力***连锁故障筛选方法，其使用所述的电力***连锁故障动态仿真模型对连锁故障形式进行筛选。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现所述的一种电力***连锁故障筛选方法。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行所述的一种电力***连锁故障筛选方法

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或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”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (7)

1.一种电力***连锁故障动态仿真模型，其特征在于，具体如下；

对恶劣天气影响下的线路故障率数据进行采样，考虑大停电事故中误操作原因造成的隐性故障，加入时间参数来表征电力***冲击下的线路断线、故障检修和故障检修的模型；

围绕电力***建立暂稳态混合仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性；

建立暂稳态混合仿真模型中的故障模型以及判断方式，并将这些故障形式分类，加入混合仿真模型中；

获取电力***实时运行数据，输入到暂稳态混合仿真模型中，即可根据故障形式分类对连锁故障形式进行筛选，用于对电力***连锁故障风险进行评估及预防。

2.根据权利要求1所述的电力***连锁故障动态仿真模型，其特征在于，对线路故障率数据进行采样，建立仿真过程以及确定相应的时间参数，具体步骤如下：

1)根据电力***模型数据，初始化电力***网络相关参数；

2)采样由恶劣天气引起的线路故障，并设置为***初始故障；

3)检测电力***中是否有孤岛产生，若没有孤岛产生，则继续采样故障线路；若有且只有一个孤岛，则进入步骤4)；若孤岛数量大于等于二，则进入步骤6)；

4)根据断线后新***拓扑计算潮流，判断各线路潮流是否过载，对于过载线路，根据以下公式故障概率模型计算其故障概率，并更新线路状态信息；

其中

是线路l的故障概率，p_l是线路l的当前负载率，/>

是线路l的额定负载率，

是线路l的极限负载率；

若有新的线路发生过载故障，则判断孤岛个数，若仍为一，则重复步骤4)，若大于等于二，则进入步骤6)；若无新的线路发生过载故障，则进入步骤5)；

其中，t_i是前一条断线到第i条断线的时间，它是一个固有时间加上一个以时间系数为期望值的指数分布得到；

其中，t_i为从上一条线路断线到当前线路i断线之间的时间间隔，a_i为常数，b_i为时间系数，c_i为期望值的倒数，x为大于等于0的随机正数。

5)进行线路隐性故障采样，采样上一次故障线路相邻线路是否发生隐性故障，若发生新的隐性故障，则进入步骤4)，若无隐性故障发生，则进入最优切负荷模型，该模型的目标为，功率平衡和线路潮流不过载的约束下，***的总切负荷量最小，进入步骤7)；

6)对于每个孤岛，判断其孤岛类型，对于每个孤岛中节点的数量和类型，进行切负荷，计算并记录总失负荷量，本次连锁故障模拟结束，仿真测试次数加一进入步骤7)；

7)电力***恢复故障采样：对于故障后断开的线路，设置其恢复时间，如以下公式所示，在故障发展过程、线路恢复和切负荷恢复之后，完成连锁故障仿真，仿真测试数据加一进入步骤8)；

其中，t_ri为线路i的恢复时间，a_ri为常数，b_ri为时间系数，c_ri为期望值倒数，x为大于等于0的正数。

8)计算并记录每次仿真测试中的故障线路、切机次数、负载损耗以及故障发展曲线相关数据，如果仿真测试得到的数据不满足收敛条件，则进入步骤2)，否则，仿真测试完成；

Cv_n＞Cv₀

其中，Cv_n是n次仿真测试数据所得到的变异系数，其参考值Cv₀设置为0.05，满足上式时仿真测试结束。

3.根据权利要求1所述的电力***连锁故障动态仿真模型，其特征在于，建立***频率仿真模型，建立同步发电机、分布式电源和负荷节点的暂态特性，其具体步骤如下：

1)建立暂态频率模型：围绕电力******建立***频率仿真模型，考虑到负荷节点为定负荷，分布式电源和负荷节点均不参与调频，即设定节点惯性H＝0，同步发电机具有调频功能：设定同步发电机考虑频率变化，频率由转速决定，由其惯性、机械功率和电磁功率决定，将同步发电机以外的节点视为同一频率。

对于电力***中的n条线路

将通过N次模拟仿真得到的N条故障链{L₁,L₂,…,L_N}的传播关系用无向图/>

表示，即：

以上两式分别为同步发电机节点频率与***频率变化方程；

式中，i下标指代第i台同步发电机，δ_i为改节点处相角，

为节点角频率，P_mi、P_ei分别指代节点机械功率与电磁功率，γ_i为节点阻尼系数，H_i为节点惯量，下式中各项为***值，P_loss为***线路损耗。

2)暂态模型迭代中的潮流计算：在***各节点相角迭代完成后，t到t+1时刻的节点注入功率由以下公式得到；

其中，

是指节点注入的视在功率，P_m(t+1)与Q_m(t+1)是其有功和无功分量，其值由节点电压V_m,V_n、相角θ_m,θ_n和电网阻抗导纳参数G、B求得，在上式中，S_m是指在电网拓扑结构中与m个节点相连的节点集合。

3)节点相角与频率数据迭代求解过程：根据上一时刻的电压和相角求解潮流后，实现***各节点相角的迭代和频率变化率的计算，随后迭代同类型可再生能源电机所在节点的电压，从而更新t+1时刻全网的状态。

4.根据权利要求1所述的电力***连锁故障动态仿真模型，其特征在于，建立***频率仿真模型中的故障模型以及判断方式，具体如下：

1)初始故障

将恶劣天气造成的电力***故障，设置为线路断线。

2)暂态潮流越限

发生在暂态仿真中，通过节点电压相角计算出暂态仿真中每一步下的潮流极限判断，说明常规的连锁故障仿真无法涉及潮流极限；

故障触发条件如下：

其中，Sl_m,t为t时刻m线路视在功率，

为m线路额定视在功率，k_tsl为潮流极限判断系数；

3)频率变化率越限

在每个暂态仿真步长中，通过比较同步发电机节点与除同步发电机节点外的频率变化率与参考值，实现暂态频率变化率越限的故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，RoCoF_n,t为t时刻n节点的频率变化率，RoCoF_min,RoCoF_max分别为节点频率变化率的上下限；

4)频率越限

在每个暂态仿真步长中，通过比较同步发电机节点与除同步发电机节点外的频率与参考值，实现暂态频率越限的故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，fr_n,t为t时刻n节点的频率，fr_min,fr_max分别为节点频率的上下限。

5)发电机电压越限

在每个暂态仿真步长中，通过将各发电机节点每一步的电压与最低、最高正常运行电压进行比较，实现暂态发电机电压故障筛选；

故障触发条件如下：

其中，V_n,t为t时刻n节点的节点电压，k_V,min、k_V,max为节点电压越限判断系数。

6)分布式电源节点处的相移越限

在电力***侧对分布式电源的移相保护进行建模，在暂态仿真中，提取分布式电源节点不同步长下的相角变化，并与电力***约束值进行比较，实现对此类故障的筛选；

故障触发条件如下：

Ph_l,t-Ph_l,t-tph-fr₀·tph＞Ph_Δ

其中，Ph_l,t为第l台新能源发电机所在节点t时刻的相角，fr₀为额定频率，tph为判断移相保护的时间间隔，Ph_Δ为判断移相保护的相角。

7)稳态潮流越限

表示在稳态仿真中触发的潮流越限；

故障触发条件如下：

其中

是线路l的故障概率，p_l是线路l的当前负载率，/>

是线路l的额定负载率，

是线路l的极限负载率；

8)稳态隐性故障

表示稳态仿真中触发的电力***隐性故障。

其中，隐性故障是电力***运行过程中难以发现的一种故障，一旦电网出现运行故障或负荷发生一定的波动，隐性故障便会暴露出来，继而导致继电保护***无法进行正常的工作，这个过程会体现在连锁故障过程中。

9)将1)-8)中所述的故障按照发生在暂态或稳态、故障后是否切负荷、故障是否引发断线故障进行分类。

5.一种电力***连锁故障筛选方法，其特征在于，其使用权利要求1-4中任一项所述的电力***连锁故障动态仿真模型对连锁故障形式进行筛选。

6.一种设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如权利要求5中所述的一种电力***连锁故障筛选方法。

7.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求5中所述的一种电力***连锁故障筛选方法。

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