一種基于交流算法的停電事故模型設計

馬懿　李江勇　于渤海

1、引言

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)潮流交換和信息交換的日益頻繁以及數(shù)量的劇烈增大，互聯(lián)電網(wǎng)內(nèi)各子電網(wǎng)間的相互依賴性亦日益增加，管理日趨復雜，電力系統(tǒng)及其關聯(lián)的信息通信系統(tǒng)和監(jiān)測/控制系統(tǒng)的任何一個脆弱部位的故障，都有可能導致電力系統(tǒng)災難性的大停電事故發(fā)生。基于以上原因，本文給出考慮線路停運概率的電網(wǎng)生長過程中的大停電交流潮流模型，用來研究電網(wǎng)生長過程中的自組織臨界狀態(tài)。

2、模型定義

AC-SOC-PF模型的流程如圖1，具體步驟如下：

（1）首先根據(jù)發(fā)電機出力和初始負荷需求確定電網(wǎng)初始潮流 ，根據(jù)初始潮流整定各線路元件的潮流極限，η為線路初始負載率因子。

（2）隨機選擇一個負荷節(jié)點，在該節(jié)點上增加隨機大小的和（類似沙堆模型的加沙過程）；

（3）通過牛拉法求解電網(wǎng)的交流潮流，求出各線路潮流；

（4）根據(jù)線路潮流和潮流極限求各線路的負載率，由線路過負荷保護動作模型計算每條線路的開斷概率；判斷發(fā)電機節(jié)點無功出力是否在范圍以內(nèi)，若不在，則將發(fā)電機節(jié)點轉(zhuǎn)換成PQ節(jié)點，回到步驟（3）再一次進行潮流計算；當發(fā)電機節(jié)點的無功出力均在范圍內(nèi)，進入步驟（5）；

（5）判斷是否有線路依據(jù)概率斷開，若系統(tǒng)因為線路斷開被分成兩個或兩個以上的孤島，則本次停電事故仿真過程結束，統(tǒng)計損失負荷；若沒有造成孤島問題，則更新電網(wǎng)，回到步驟（2）。

3、AC-SOC-PF模型的仿真結果

3.1 IEEE39單次故障過程分析

IEEE39系統(tǒng)在ASP模型中某次事故的發(fā)展過程如表3.2；

由表3.2中的數(shù)據(jù)得到該次事故過程如下：在第56次添加擾動負荷后，線路15-16由于誤動作斷開，負荷轉(zhuǎn)移到了臨近線路，導致如下線路的故障概率急劇增加并且斷開：14-15，16-17，17-18，17-27；如圖3.4中虛線圓框所示；另有3-4，1-39兩條線路斷開，如圖3.4中的虛線所示；這些線路的斷開導致系統(tǒng)解列為5個區(qū)域，停電事故發(fā)生，共損失負荷450.42MW。

（作者單位：濱州供電公司）