本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真方法及裝置。

背景技術(shù)：

連鎖故障會(huì)導(dǎo)致大停電事故，這些大停電事故往往是由于系統(tǒng)中某一元件發(fā)生故障，引發(fā)或伴隨其他相關(guān)元件停運(yùn)，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，致使局部連鎖故障的迅速蔓延，最終發(fā)生電網(wǎng)崩潰。該類(lèi)事故發(fā)生的概率雖然不大，但危害很大。

為了解決該問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中，通常有兩種方法：一是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有選擇性的進(jìn)行個(gè)別故障的仿真，該方法缺乏系統(tǒng)性，連鎖故障涵蓋面不全；二是根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用窮舉的方法，絕大多數(shù)故障屬于不可能發(fā)生故障和對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞極小的故障，該方法仿真工作量巨大，冗余工作較多，并且該現(xiàn)有技術(shù)所采用的處理方式利用復(fù)雜系統(tǒng)理論，從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣嵌冉㈦娋W(wǎng)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的拓?fù)淠Ｐ筒⑦M(jìn)行電網(wǎng)脆弱性分析；利用自組織臨界性理論模擬、預(yù)測(cè)及優(yōu)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和演化趨勢(shì)；分析電力網(wǎng)絡(luò)與通訊信息網(wǎng)絡(luò)的耦合關(guān)系對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響等方面，對(duì)電網(wǎng)拓?fù)浣：瓦B鎖故障建模及其在電網(wǎng)脆弱性和可靠性分析方面的應(yīng)用開(kāi)展研究。但是針對(duì)健全電網(wǎng)，如何確定能夠全面分析系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)并對(duì)其進(jìn)行耦合，按照穩(wěn)定破壞對(duì)系統(tǒng)影響程度生成連鎖故障并對(duì)其進(jìn)行仿真分析是生產(chǎn)運(yùn)行人員一直面臨并亟待解決的問(wèn)題。

針對(duì)上述對(duì)電網(wǎng)連鎖故障仿真的工作量大的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真方法及裝置，以至少解決電網(wǎng)連鎖故障仿真的工作量大的技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真方法，包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件；基于關(guān)鍵故障元件，生成電網(wǎng)的連鎖故障序列；基于連鎖故障序列，進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真；通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件包括：分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果；基于分析結(jié)果確定關(guān)鍵故障元件。

進(jìn)一步地，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的第一元件集合和機(jī)組集合，其中，第一元件集合中包括在靜態(tài)分析過(guò)程中過(guò)載或負(fù)載超出預(yù)定負(fù)載的輸變電元件，機(jī)組集合中包括功率因數(shù)低于預(yù)定功率因數(shù)的機(jī)組，分析結(jié)果包括輸變電元件集合和機(jī)組集合。

進(jìn)一步地，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的第二元件集合，其中，第二元件集合中包括故障極限切除時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的元件，分析結(jié)果包括元件集合。

進(jìn)一步地，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的區(qū)域集合，其中，區(qū)域集合中包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裕度小于預(yù)定裕度的區(qū)域，分析結(jié)果包括區(qū)域集合。

進(jìn)一步地，分析結(jié)果包括第一元件集合、機(jī)組集合、第二元件集合和區(qū)域集合，其中，基于分析結(jié)果確定關(guān)鍵故障元件包括：從第一元件集合、機(jī)組集合、第二元件集合和區(qū)域集合中，獲取物理屬性相重疊的元件，得到第三元件集合，其中，第三元件集合中包括多組仿真對(duì)象，其中，每組仿真對(duì)象包括被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素；基于各組仿真對(duì)象中的被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行連鎖故障仿真，確定出對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞程度最大的仿真對(duì)象，以得到連鎖故障序列。

進(jìn)一步地，發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)包括：失穩(wěn)形式和失穩(wěn)范圍。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真裝置，包括：第一確定單元，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，用于確定出所述電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件；第一生成單元，基于所述關(guān)鍵故障元件，用于生成所述電網(wǎng)的連鎖故障序列；第一仿真單元，基于所述連鎖故障序列，用于進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真；第二確定單元，通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后所述電網(wǎng)的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，第一確定單元包括：第一分析模塊，用于分別對(duì)所述電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果；第一確定模塊，用于基于所述分析結(jié)果確定所述關(guān)鍵故障元件。

進(jìn)一步地，所述第一分析模塊包括：第一分析子模塊，用于對(duì)所述電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析，得到所述電網(wǎng)的第一元件集合和機(jī)組集合，其中，所述第一元件集合中包括在靜態(tài)分析過(guò)程中過(guò)載或負(fù)載超出預(yù)定負(fù)載的輸變電元件，所述機(jī)組集合中包括功率因數(shù)低于預(yù)定功率因數(shù)的機(jī)組，所述分析結(jié)果包括所述輸變電元件集合和機(jī)組集合。

通過(guò)上述實(shí)施例，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件之后，基于確定出的關(guān)鍵故障元件，生成電網(wǎng)的連鎖故障序列，對(duì)該連鎖故障序列，進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真，得到仿真結(jié)果，通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)。在該方案中，通過(guò)關(guān)鍵故障元件確定連鎖故障序列，并對(duì)對(duì)其進(jìn)行仿真得到發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)，在對(duì)全量故障進(jìn)行仿真的過(guò)程中，不會(huì)增加工作量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)電網(wǎng)連鎖故障仿真的工作量大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了快速高效全面地進(jìn)行電網(wǎng)連鎖故障仿真的效果。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真方法的流程圖；

圖2(a)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真曲線圖一；

圖2(b)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真曲線圖二；

圖2(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真曲線圖三；

圖2(d)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真曲線圖四；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的電網(wǎng)連鎖故障的仿真裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類(lèi)似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤４送猓g(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真方法的實(shí)施例，需要說(shuō)明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電網(wǎng)連鎖故障的仿真方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟S102，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件；

步驟S104，基于關(guān)鍵故障元件，生成電網(wǎng)的連鎖故障序列；

步驟S106，基于連鎖故障序列，進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真；

步驟S108，通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)。

通過(guò)上述實(shí)施例，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件之后，基于確定出的關(guān)鍵故障元件，生成電網(wǎng)的連鎖故障序列，對(duì)該連鎖故障序列，進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真，得到仿真結(jié)果，通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)。在該方案中，通過(guò)關(guān)鍵故障元件確定連鎖故障序列，并對(duì)對(duì)其進(jìn)行仿真得到發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)，在對(duì)全量故障進(jìn)行仿真的過(guò)程中，不會(huì)增加工作量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)電網(wǎng)連鎖故障仿真的工作量大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了快速高效全面地進(jìn)行電網(wǎng)連鎖故障仿真的效果。

可選地，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件包括：分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果；基于分析結(jié)果確定關(guān)鍵故障元件。

通過(guò)上述實(shí)施例提供的一種計(jì)及全過(guò)程動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的特大型城市電網(wǎng)連鎖故障場(chǎng)景生成方法，通過(guò)識(shí)別靜態(tài)、暫態(tài)、中長(zhǎng)期全過(guò)程關(guān)鍵故障元件，按穩(wěn)定破壞程度有序生成城市電網(wǎng)系列連鎖故障序列，為連鎖故障的預(yù)防控制提供指導(dǎo)依據(jù)。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果可以包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的第一元件集合和機(jī)組集合，其中，第一元件集合中包括在靜態(tài)分析過(guò)程中過(guò)載或負(fù)載超出預(yù)定負(fù)載的輸變電元件，機(jī)組集合中包括功率因數(shù)低于預(yù)定功率因數(shù)的機(jī)組，分析結(jié)果包括輸變電元件集合和機(jī)組集合。

例如，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)N-1分析，羅列靜態(tài)N-1后過(guò)載或負(fù)載較重的輸變電元件集合(即第一元件集合)A{A1、A2、……、Am}，即為系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)，以及功率因數(shù)較低的機(jī)組集合B{B1、B2、……、Bn}，即為系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐薄弱環(huán)節(jié)。

在另一個(gè)可選的實(shí)施例中，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的第二元件集合，其中，第二元件集合中包括故障極限切除時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的元件，分析結(jié)果包括元件集合。

例如，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，篩選故障極限切除時(shí)間較短的元件集合(即第二元件集合)C{C1、C2、……、Cp}，即為系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)。

在又一個(gè)可選的實(shí)施例中，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果可以包括：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的區(qū)域集合，其中，區(qū)域集合中包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裕度小于預(yù)定裕度的區(qū)域，分析結(jié)果包括區(qū)域集合。

例如，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真分析，明確系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裕度較小的區(qū)域集合D{D1、D2、……、Dq}，即為系統(tǒng)全過(guò)程動(dòng)態(tài)穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)。

根據(jù)上述實(shí)施例，分析結(jié)果包括第一元件集合、機(jī)組集合、第二元件集合和區(qū)域集合，其中，基于分析結(jié)果確定關(guān)鍵故障元件可以包括：從第一元件集合、機(jī)組集合、第二元件集合和區(qū)域集合中，獲取物理屬性相重疊的元件，得到第三元件集合，其中，第三元件集合中包括多組仿真對(duì)象，其中，每組仿真對(duì)象包括被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素；基于各組仿真對(duì)象中的被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行連鎖故障仿真，確定出對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞程度最大的仿真對(duì)象，以得到連鎖故障序列。

以上述方案為例，選取上述四個(gè)集合中物理屬性相重疊的元件形成故障元件集合(即第三元件集合)E1{Ax1、By1、Cz1、Dk1}、E2{Ax2、By2、Cz2、Dk2}，E3{Ax3、By3、Cz3、Dk3}……令A(yù)x1為檢修元件，令Cz1為故障元件，令By1為失磁電源，令Dk1為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)。

進(jìn)一步地，在Ax1元件N-1或N-2檢修方式下，根據(jù)故障后系統(tǒng)穩(wěn)定水平，預(yù)設(shè)Cz1元件三永N-1、N-2或者開(kāi)關(guān)拒動(dòng)故障，令By1機(jī)組發(fā)生失磁故障，t秒后如果系統(tǒng)仍能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行，繼續(xù)模擬分區(qū)Dk1負(fù)荷增長(zhǎng)，直至系統(tǒng)失穩(wěn)；根據(jù)上述步驟針對(duì)E2、E3等集合重復(fù)生成連鎖故障，確定出對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞程度最大的連鎖故障序列。

在上述實(shí)施例中，發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)包括：失穩(wěn)形式和失穩(wěn)范圍。

通過(guò)上述實(shí)施例，針對(duì)上述連鎖故障序列進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真，分析連鎖故障后系統(tǒng)失穩(wěn)形式、失穩(wěn)范圍，為連鎖故障的預(yù)防控制提供指導(dǎo)依據(jù)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，確定出所述電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件，基于所述關(guān)鍵故障元件，生成所述電網(wǎng)的連鎖故障序列，基于所述連鎖故障序列，進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真，通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后所述電網(wǎng)的狀態(tài)。在上述實(shí)施例中，首先，分別對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果，基于得到的分析結(jié)果確定關(guān)鍵故障件。然后，基于各組仿真對(duì)象中的被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素，對(duì)所述電網(wǎng)進(jìn)行連鎖故障仿真，確定出對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞程度最大的仿真對(duì)象，以得到連鎖故障序列。最后，得到電網(wǎng)的失穩(wěn)形式和失穩(wěn)范圍。而不是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有選擇性的進(jìn)行個(gè)別故障的仿真和根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用窮舉的方法，從而可以解決電網(wǎng)連鎖故障仿真的工作量大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)連鎖故障的仿真進(jìn)行系統(tǒng)全面和精簡(jiǎn)化的效果。

下面以500kV\220kV電網(wǎng)為例，對(duì)本申請(qǐng)一個(gè)可選的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

(1)對(duì)500kV\220kV電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)N-1分析，羅列靜態(tài)N-1后過(guò)載或負(fù)載較重的輸變電元件集合A以及功率因數(shù)較低的機(jī)組集合B，表1示出了集合A中故障線路與N-1前后潮流水平(MW)和受端母線電壓水平(kV)，表2示出了主變名稱(即變壓器名稱)、故障前單臺(tái)主變下網(wǎng)功率、故障后另一臺(tái)主變下網(wǎng)功率、單臺(tái)變壓器容量(MVA)以及是否過(guò)載的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表3示出了發(fā)電機(jī)、機(jī)端電壓、有功出力、無(wú)功出力、無(wú)功出力比例、以及機(jī)組功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表1

表2

表3

(2)對(duì)500kV\220kV電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，篩選故障極限切除時(shí)間較短的元件集合C，表4示出了集合C中故障線路與極限切除時(shí)間(周波)和極限切除時(shí)間(秒)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表4

(3)對(duì)500kV\220kV電網(wǎng)進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真分析，明確系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裕度較小的區(qū)域集合D，表5示出了集合D中負(fù)荷增長(zhǎng)區(qū)域與負(fù)荷極限/MW、基態(tài)負(fù)荷/MW和電壓穩(wěn)定裕度Kp之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表5

(4)選取(1)、(2)、(3)步驟中物理屬性相重疊的元件形成故障元件集合E1{Ax1＝昌平1#主變：、By1＝京高新1#機(jī)組、Cz1＝海淀-昆玉220kV一回線路、Dk1＝海昌}，令昌平1#主變?yōu)闄z修元件，令海淀-昆玉220kV一回線路為故障元件，令京高新機(jī)組為失磁電源，令海昌為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)。

(5)在昌平1#主變N-1檢修方式下，根據(jù)故障后系統(tǒng)穩(wěn)定水平，預(yù)設(shè)海淀-昆玉220kV一回線路N-2故障，令京高新機(jī)組發(fā)生失磁故障，圖2(a)至圖2(d)示出了電網(wǎng)連鎖故障的仿真曲線圖，其中，圖2(a)示出的是線路輸出隨時(shí)間的變化曲線，該圖中的兩條曲線分別表示京海淀的線路輸出曲線和京昌平的線路輸出曲線；圖2(b)示出的是發(fā)電機(jī)無(wú)功功率隨時(shí)間變化的曲線，該途中的曲線為京新高對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的曲線；圖2(c)示出的是京新高對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓隨時(shí)間變化的曲線；圖2(d)示出的六條低電壓母線隨時(shí)間變化的曲線，該六條曲線分別對(duì)應(yīng)：京海淀、京昌平、京城北、京順義、京新通、以及京朝新。

(6)針對(duì)上述連鎖故障序列進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真，仿真結(jié)果表明，0秒昌平1#主變檢修后，昌平4#主變負(fù)載增加至滿載運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定；0.2秒海淀-昆玉220kV一回線路三永N-2故障后，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)小幅度的振蕩保持穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)海昌供電分區(qū)由昌平4#變及雙回220kV線路+海淀2#變及雙回220kV線路供電，與系統(tǒng)電氣聯(lián)系相對(duì)較弱；0.7秒海昌分區(qū)內(nèi)京高新1#機(jī)發(fā)生短路失磁故障，機(jī)組無(wú)功出力由198Mvar逐漸降低至0，5秒后轉(zhuǎn)為吸收無(wú)功狀態(tài)，大量消納海昌分區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備，45秒左右海昌分區(qū)電壓崩潰，系統(tǒng)失穩(wěn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種電網(wǎng)連鎖故障的仿真裝置，該裝置包括圖3所示的：第一確定單元31，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，用于確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件；第一生成單元33，基于關(guān)鍵故障元件，用于生成電網(wǎng)的連鎖故障序列；第一仿真單元35，基于連鎖故障序列，用于進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真；第二確定單元37，通過(guò)仿真結(jié)果，確定發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)。

通過(guò)上述實(shí)施例，在第一確定單元對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，確定出電網(wǎng)中的關(guān)鍵故障元件。然后利用第一生成單元基于關(guān)鍵故障元件，生成電網(wǎng)的連鎖故障序列。其次利用第一仿真單元基于連鎖故障序列，進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真。最后，通過(guò)仿真結(jié)果，利用第二確定單元確定發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，第一確定單元包括：第一分析模塊，用于分別對(duì)所述電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到分析結(jié)果；第一確定模塊，用于基于所述分析結(jié)果確定所述關(guān)鍵故障元件。

可選地，所述第一分析模塊包括：第一分析子模塊，用于對(duì)所述電網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定分析，得到所述電網(wǎng)的第一元件集合和機(jī)組集合，其中，所述第一元件集合中包括在靜態(tài)分析過(guò)程中過(guò)載或負(fù)載超出預(yù)定負(fù)載的輸變電元件，所述機(jī)組集合中包括功率因數(shù)低于預(yù)定功率因數(shù)的機(jī)組，所述分析結(jié)果包括所述輸變電元件集合和機(jī)組集合。

在一個(gè)可選的實(shí)施例中，第一分析模塊包括：第二分析子模塊，用于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的第二元件集合，其中，第二元件集合中包括故障極限切除時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間的元件，分析結(jié)果包括元件集合。

在另一個(gè)可選的實(shí)施例中，第一分析模塊包括：第三分析子模塊，用于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析，得到電網(wǎng)的區(qū)域集合，其中，區(qū)域集合中包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裕度小于預(yù)定裕度的區(qū)域，分析結(jié)果包括區(qū)域集合。

在又一個(gè)可選的實(shí)施例中，分析結(jié)果包括第一元件集合、機(jī)組集合、第二元件集合和區(qū)域集合，其中，第一確定模塊包括：第一獲取子模塊，用于從第一元件集合、機(jī)組集合、第二元件集合和區(qū)域集合中，獲取物理屬性相重疊的元件，得到第三元件集合，其中，第三元件集合中包括多組仿真對(duì)象，其中，每組仿真對(duì)象包括被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素；第一確定子模塊，用于基于各組仿真對(duì)象中的被設(shè)置為檢修元件的元素、被設(shè)置為失磁電源的元素、被設(shè)置為故障元件的元素以及被設(shè)置為負(fù)荷增長(zhǎng)分區(qū)的元素，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行連鎖故障仿真，確定出對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞程度最大的仿真對(duì)象，以得到連鎖故障序列。

需要說(shuō)明的是，發(fā)生連鎖故障后電網(wǎng)的狀態(tài)包括：失穩(wěn)形式和失穩(wěn)范圍。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒(méi)有詳述的部分，可以參見(jiàn)其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷(xiāo)售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤(pán)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。