PDF《关于电力系统相继故障研究的评述》

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1 1 ] , 易于理解, 但受限于计 算量, 对现代电力系统只可能处理单级故障.随机 算法可以处理隐性故障等不确定因素.启发性规则 有利于提高效率.复杂性理论从宏观上解释相继故 障导致系统崩溃的机理.不确定性的研究有穷尽式 搜索方式及蒙特卡洛抽样法.为了克服维数灾[

1 0] , 加快抽样法收敛的方法包括: 通过安全域及灵敏度 概念[

1 2] 将抽样法与确定性方法相结合, 以及采用重 点抽样技术[

1 3 ] . ―

1 ― 第37卷第19期2013年10月10日Vol.37No.19Oct.10,

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1 3 常规仿真法的物理概念清楚, 结论直观.其模 型的详细程度, 可按研究目的是系统在特定场景下 的行为细节, 抑或不确定因素 的影响而予以选择. 该类方法的计算量大, 而且如何通过面向案例的仿 真来宏观评估整体可靠性, 还需要在方法论上有所 突破. 复杂系统理论则从整体视角出发, 属于整体论 范畴.它用演化结构来描述系统的整体行为规律, 并已引起电力学者的关注[

1 4] , 如电网整体脆弱性的 评估、 演化趋势的预测、 扩展的信息物理系统的可靠 性分析与控制.这类方法包括复杂系统理论法和复 杂网络理论法[

1 5] . 复杂系统理论有助于研究大停电的机理与电力 系统的宏观规划, 但目前由于对电力系统物理特性 的过度忽略, 还难以具体指导电力系统的运行与控 制. 本文归纳了相继故障的要素及影响相继故障演 化的因素;

评述了已有的研究方法;

讨论了关注度和 事故链的选择;

探讨了相继故障研究的框架与前景.

1 故障的时空分布 故障是指影响供电可靠性或供电质量的事件, 包括自然灾害、 设备事故、 操作事故、 暴力事件等, 都 可能威胁到系统正常运行的静态或动态约束条件. 故障不但会以光速波及整个同步电网, 也可能在秒 级时间尺度或分钟级时间尺度上触发后继故障而形 成事故链.各故障在时间上与空间中的耦合使问题 进一步复杂化.为分析各事故链的风险, 必须掌握 其具体组成及各故障间的相关性, 包括独立故障、 群 发性故障或连锁故障. 1.

1 单个故障

1 ) 设备缺陷发展成短路故障, 或者由于雷击、 覆 冰等恶劣气象, 异物接触及误操作而造成短路.其中, 单相接地、 两相接地、 两相及三相短路分别约占

6 5%,

2 0%,

1 0%, 5%, 但其对系统可靠性的冲击大 小则呈升序.

2 ) 保护装置在选择性开断过载支路时, 潮流的 转移可能引起新的支路过载而连锁开断.在线开断 仿真功能应该事先发现潜在的连锁开断, 并通过调 整工况来消除.

3 ) 保护装置或断路器误动及人员操作引起的机 组误脱网、 支路误开断甚至系统解列. 1.

2 群发性故障 由于同一地区的气象及地质条件相仿, 外部极 端条件往往同时波及众多支路及设备, 而造成群体 性故障及大面积停电, 例如大范围自然灾害: ①雷击 引起的过电压除了会造成一次回路对地或相间闪 络, 或损坏变压器及开关等一次设备外, 还可能影响 二次系统的正常工作及设备安全;

②覆冰引起线路 受力过载及闪络, 而不均匀覆冰或不同期脱冰则可 能造成导线舞动及杆塔扭倾;

③台风造成杆塔倾覆, 导线刮断或舞动, 或引发闪络跳闸;

④绝缘表面附着 的污秽物在潮湿条件下会造成污闪. 1.