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专利号: 2020105657138
申请人: 西安工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电力系统连锁故障预测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、断开系统中潜在故障支路中的任意一个潜在故障支路;

步骤2、判断断开支路是对下级支路的影响;

步骤3、若所述下级支路过载,断开所述下级支路,回到上一步;否则进行下一步;

步骤4、计算上下级支路间的状态转移概率;

步骤5、将支路运行时间引入所述状态转移概率中,得到随时间变化的动态状态转移概率;

步骤6、通过所述动态状态转移概率得到下级支路故障概率,并对每个下级支路故障概率进行对比,将概率较大的支路作为下级潜在故障支路;

步骤7、依次断开每条下级潜在故障支路,重复步骤2‑6,直至故障传播至整个系统,记录每条故障传播路径并计算每条路径的故障概率;

步骤8、重复步骤1‑7,直到将系统中所有潜在故障支路全部预测结束,则可获得整个系统的多条故障传播路径;

步骤2具体过程为:

通过计算所述下级支路的过负荷严重度βik(m)判断断开支路的影响;

步骤4具体为:

当故障由上级传递到下级时,系统上下级支路间的状态转移概率Pm_k为:Pm_k=Ptransfer_k+Pline_k                    (5);

式中,Pm_k为上级支路i停运后,系统中任意一条下级支路k的状态转移概率,Ptransfer_k为潮流转移所引起的状态转移概率,Pline_k为系统硬件失效所引起的状态转移概率;

步骤4中所述潮流转移引起的状态转移概率Ptransfer_k表达式如下:Ptransfer_k=Pik_ys[(1‑Pjd_l)(1‑Pjd_b)(1‑Pwd)]            (6);

上式中,Pik_ys为不计及支路保护/断路器不正确动作的原始状态转移概率,Pjd_l为支路过载保护的拒动概率,Pjd_b为支路过载保护对应断路器的拒动概率,Pwd为支路在保护/断路器不正确动作的概率;

所述不计及支路保护/断路器不正确动作的原始状态转移概率Pik_ys表示如下:公式(7)中,Dik(m)为上下级支路间的潮流转移,Dij(m)为上级支路i与下级支路间的关联度;

上下级支路间的潮流转移Dik(m)表达式如下:Dik(m)=η1αik(m)×η2βik(m)×η3γik(m)                  (8);

公式(8)中,αik(m)为下级支路k潮流变化率,表达式如下:上式中, 分别为下级支路k、上级支路i在故障发生前的功率, 为下级支路k在故障发生后的功率;

公式(8)中,γik(m)为下级支路k潮流变化量与上级支路i原有潮流间的耦合关系,表达式如下:公式(7)中,上下级支路关联度Dik(m)表达式如下:步骤5具体包括:

步骤5.1、将支路运行时间与Weibull分布结合,得到Weibull分布函数:上式中,x为支路运行时间,x>0为支路运行在最佳年限之前,x<0为支路运行在最佳年限之后,η为环境参数,β为支路的功率参数,当β<1时,用于描述低功率故障,当β=1时,用于描述随机故障,当β>1时,用于描述大功率故障;

采用图形变化法对公式(12)、(13)进行变化,估计环境参数η、支路的功率参数β:上式中,xi、yk为上级支路i、下级支路k的故障率;

步骤5.2、将支路运行时间引入状态转移概率中,得到动态状态转移概率Qmk:上式中,Δt为潮流转移的时间,令 可得 对Weibull分布的指数部分做Taylor展开,然后用合并同类项的方法求得系数:对上式进行泰勒展开时,根据β确定去展开式的项数;

所述过负荷严重度βik(m)计算过程如下:

其中,λki为上下级支路间的状态转移因子,则状态转移因子矩阵为:上式中,每列元素表示上级支路i发生故障切除后,与每个下级支路k间的潮流转移因子,具体计算公式如下:上式中,E为上级支路i停运后潮流转移等值网络的支路导纳矩阵,B为潮流转移等值网T络的关联矩阵,Δ为潮流转移等值网络的节点导纳矩阵En的行列式,En=BEB,Δem为En中第e行、第m列元素的代数余子式,Δfm为En中第f行、第m列元素的代数余子式,e和f均为上级支路i的两端节点编号,Δgm为En中第g行、第m列元素的代数余子式,Δhm为En中第h行、第m列元素的代数余子式,g和h均为下级支路k的两端节点编号。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统连锁故障预测方法,其特征在于,步骤3具体过程为:若βik(m)>1,则该下级支路过载,断开该支路,回到上一步;否则直接进行下一步。