PDF《关于电力系统相继故障研究的评述》

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0 0 / A E P S

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0 6

0 1

8 关于电力系统相继故障研究的评述 薛禹胜1 ,谢云云1,

2 ,文福拴3 ,董朝阳4 ( 1. 南瑞集团公司( 国网电力科学研究院) ,江苏省南京市

2 1

0 0

0 3;

2. 南京理工大学自动化学院,江苏省南京市

2 1

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9 4;

3. 浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市

3 1

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2 7;

4. S c h o o l o fE l e c t r i c a l a n dI n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g , T h eU n i v e r s i t yo fS y d n e y ,N SW2

0 0 6,澳大利亚) 摘要:归纳相继故障研究的要点与现状, 包括演化机理、 模式表示、 场景筛选判据.建议仅在需要 强调前后故障间的因果关系时使用术语 连锁故障 , 否则使用内涵更广的 相继故障 来计及独立 的相继故障和有共同致障源的相继故障.针对关键相继事故链的识别方法, 归纳为基于概率、 后果 或风险的几类关注度指标, 并比较了其分析方法及效果.指出对研究与应用的新挑战, 特别是对小 概率高风险事件的正确处理, 展望研究重点与可能突破的方向. 关键词:相继故障;

连锁故障;

群发故障;

故障关注度;

风险排序 收稿日期:

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1 3 -

0 6 -

0 6. 国家高技术研究发展计划(863计划)资 助项目(2011AA

0 5 A

1 0 5) ;

国家自然科学基金重大项目(91024028) ;

国家电网公司大电网重大专项资助项目(SGCC-MP L G

0 0

3 -

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1 2) ;

国家电网公司科技项目(YS11002);

江苏省自然科学基金资助项目(BK2011136) ;

A R CL P

1 2

0 1

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3 0 2;

A R CD P

1 2

0 1

0 1

3 4 5.

0 引言 人类活动规模及资源优化范围的不断扩大, 提 高了经济收益与资源利用效率, 但也伴随着天灾人 祸对电力可靠性的影响越来越复杂.统计表明, 虽 然电力事故的频次在下降, 但后果却日益严重.各 国大停电事故[

1 - 4] 表明, 孤立的故障一般并不会直接 导致当代的电力系统大停电, 但一个并不严重的故 障可能通过非线性因素的反复放大而倾覆整个多米 诺骨牌, 而波及全球的巨大灾难则往往由事前被认 为几乎不可能发生的小概率高风 险事件引起[

5 - 6] . 因此, 相继故障越来越成为研究的热点. 电网某个元件的故障及投切都会改变系统潮 流.若余下支路上的负荷超过该支路的承 受能力 ( 或整个电网无法在该工况下维持稳定运行) , 为了 避免设备的损坏( 或系统的崩溃) , 设备保护( 或系统 保护) 就会动作, 从而造成新的开断.如此反复很可 能导致大停电[ 7] .这些有直接因果关系的相继故障 可称之为因果相关的相继故障或连锁故障.期间, 保护装置与其他自动设备的隐性故障以及人员的错 误决策或操作, 都会以相继故障的形式推波助澜. 在受扰系统恢复到正常状态之前, 原有的或新 的威胁源还可能造成孤立的新故障( 群) , 从而引发 与上述连锁事故链并行的( 群发性) 相继故障.例如,

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0 8 年的极端冰灾导致了大范围的停电事故[

8 - 9] , 期间大量电力设备因共同的致障原因或同时 或先后发生故障.这类彼此之间无直接因果关系的 相继故障不同于连锁故障, 可称之为独立( 的) 相继 故障.在许多自然灾情或恶性信息灾情中都可观察 到独立相继故障. 连锁故障与独立相继故障都属于相继故障, 故 在不会引起歧义的场合可统称为相继故障.但由于 致障原因不同, 故在预测它们的概率时, 所关心的条 件因素也不同, 而有必要区分为连锁故障及独立相 继故障.目前, 针对连锁故障的研究较多, 但对独立 相继故障及群发故障的研究则远不如前者深入. 对相继故障的分析可以基于各组件数学模型的 仿真法( 以下简称常规仿真法) 或基于复杂性理论. 常规仿真法通常先按物理概念建立各组件的数 学模型, 通过计算机仿真技术来求解, 属于还原论范 畴.它包括面向特定场景的确定性仿真及面向不确 定因素的随机仿真.确定性方法基于 N-1等判据 分析连锁故障的演化[