【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于連鎖故障脆弱線路辨識，具體涉及到一種電力系統故障脆弱線路辨識系統。
技術介紹
1、脆弱線路：電網中存在少數線路，它們對連鎖故障的發展有關鍵作用。嚴重的電力系統連鎖故障會導致整個電力網絡的解列，引發大面積停電，給社會帶來極大的經濟損失。隨著電力系統的不斷發展，電力網絡的逐步形成，電網的運行越來越接近其極限水平，因此對尋找電力系統連鎖故障中的脆弱線路的研究與分析非常必要。
2、現有的電力系統脆弱線路辨識方法主要有兩類，分別基于電力系統狀態分析和復雜網絡分析，電力系統狀態分析的代表性方法是熵理論，但是狀態分析方法普遍依賴于多次開斷線路的潮流計算，即使采用直流潮流計算，時間成本也較高，不能滿足安全分析的實時性要求，且現有關鍵線路辨識方法較少考慮線路兩端節點信息以及對線路偶然故障考慮不足，而且現有的電力系統故障脆弱線路在辨識完成后，只能對高風險故障路徑或故障路徑位置進行大范圍定位，而不能對故障節點進行精準定位，故障維修時間耗費較長。
3、因此，亟需提供一種電力系統故障脆弱線路辨識系統來解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于克服上述現有技術電力系統脆弱線路辨識方法主要有兩類，分別基于電力系統狀態分析和復雜網絡分析，電力系統狀態分析的代表性方法是熵理論，但是狀態分析方法普遍依賴于多次開斷線路的潮流計算，即使采用直流潮流計算，時間成本也較高，不能滿足安全分析的實時性要求，且現有關鍵線路辨識方法較少考慮線路兩端節點信息以及對線路偶然故
2、解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，包括數據采集模塊、數據處理模塊、辨識模塊以及定位模塊，所述數據采集模塊、數據處理模塊、辨識模塊和定位模塊之間均建立通信連接，該系統通過多模塊協同工作，實現對電力系統中脆弱線路的快速辨識和故障定位；
3、所述數據采集模塊包括數據庫模型、指標采集單元、數據預處理單元，所述指標采集單元用于采集指標數據和節點數據，并將采集的指標數據傳輸至所述數據庫模型；
4、所述數據處理模塊包括計算單元和指標數據排序單元，所述計算單元用于接收數據庫模型傳輸的指標數據，并對各項所述指標數據進行實時計算分析，得到指標數據集，并將指標數據集無線傳輸至指標數據排序單元；
5、所述指標數據排序單元用于接收所述計算單元計算得到的指標數據集，并對每個所述指標數據集中的數據組合按照順序進行排列，得出電力線路重要度排序集合；
6、所述辨識模塊包括關鍵線路辨識單元和攻擊單元，所述攻擊單元用于對輸電線路進行攻擊，并按照所述指標數據排序單元得到的線路重要度排序集合依次進行攻擊，并結合預設的系統最優失負荷量進行驗證電力線路的重要性；
7、所述定位模塊用于接收數據采集模塊采集的節點數據，并對節點數據進行計算分析，對電力線路發生故障時故障節點的位置進行定位。
8、進一步的，所述數據庫模型用于為數據實時采集和處理提供平臺，并提供實時保護機制，所述數據庫模型的開發基于linux系統；
9、所述指標數據包括電壓穩定性指標數據、容量裕度指標數據、實時故障率指標數據和拓撲聯系度指標數據；
10、所述數據預處理單元用于對指標數據進行預處理，包括數據清洗、格式轉換和標準化處理。
11、進一步的，所述指標采集單元使用數據采集與監視控制組件以及相量測量組件進行實時數據采集，所述數據采集與監視控制組件用于采集電網的實時運行數據，所述相量測量組件用于提供高精度的指標數據和節點數據；
12、所述電網的實時運行數據包括線路i―j中電路元件對電流的阻抗、線路i―j的電阻、線路i―j的有功功率、線路i―j的品質因數、線路i―j的線路阻抗、線路i―j的對地導納、線路i―j中流過的電流、線路i―j運行時的線路傳輸功率、線路i-j允許的最大傳輸容量、電網等效停機率、電網節點總數、電網線路總數；
13、所述節點數據包括節點i或節點j對地導納、線路末端的對地導納、節點i或節點j的電壓向量、節點i或節點j的相角、節點i或節點j的功率。
14、進一步的，所述數據處理模塊中電壓穩定性指標數據的計算公式如下：
15、線路i-j的電壓方程為：
16、ui＝uj+iij(r+jx)
17、其中，
18、將電壓方程按實部和虛部分別展開：
19、
20、兩式均為關于uj的二次方程，若方程有解則滿足：
21、
22、根據支路末端電壓ui有解的條件定義電壓穩定性指標lu―ij為：
23、lu―ij＝max(lu1,lu2)
24、其中，
25、
26、其中，x為線路i―j中電路元件對電流的阻抗；r為線路i―j的電阻；j為節點對地導納支路；b為線路末端的對地電納；p為有功功率；q為線路i―j的品質因數；ui和uj分別為節點i和節點j的電壓向量；δ為節點i和節點j的相角差，根據節點i的相角減去節點j的相角得到；r+jx為線路阻抗；為線路對地導納；pi+jqi和pj+jqj分別為節點i的注入功率和節點j的流出功率；iij為線路中流過的電流。
27、進一步的，所述處理模塊中容量裕度指標數據的計算公式如下：
28、
29、其中，ls―ij為容量裕度指標數據；sij為線路i-j在當前運行狀態下的線路傳輸功率；sij―max為線路i-j允許的最大傳輸容量；e為電網等效停機率。
30、進一步的，所述處理模塊中實時故障率指標數據計算公式如下：
31、線路i-j處于惡劣氣象條件的偶然故障率λ2―ij：
32、
33、其中，λij為線路i-j故障率統計平均值，由線路i-j中預設的傳感器獲取線路故障次數，根據線路故障次數得到故障率統計平均值；fij為線路i-j為線路i―j處于極端天氣的概率，根據所述數據庫模型中的實時數據得到；f′ij為在極端條件下發生故障占總故障次數的比例，根據所述數據庫模型中采集的數據得到。
34、進一步的，所述處理模塊中拓撲聯系度指標lk―ij的計算公式如下：
35、
36、其中，
37、其中，k為電網中所有節點度數的平均值，根據線路i―j中預設的多個傳感器獲取度數數據，并除以傳感器數量得到；m為電網中所有節點的集合，根據電網節點總數計算得到；n為電網節點總數；l為電網線路總數。
38、進一步的，所述辨識模塊中的關鍵線路辨識單元對電壓穩定性指標數據、容量裕度指標數據、實時故障率指標數據和拓撲聯系度指標數據進行接收，并根據指標數據對關鍵線路進行辨識本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于：包括數據采集模塊(1)、數據處理模塊(2)、辨識模塊(3)以及定位模塊(4)，所述數據采集模塊(1)、數據處理模塊(2)、辨識模塊(3)和定位模塊(4)之間均建立通信連接；
2.根據權利要求1所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述數據庫模型用于為數據實時采集和處理提供平臺，并提供實時保護機制，所述數據庫模型的開發基于Linux系統；
3.根據權利要求2所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述指標采集單元使用數據采集與監視控制組件以及相量測量組件進行實時數據采集，所述數據采集與監視控制組件用于采集電網的實時運行數據，所述相量測量組件用于提供高精度的指標數據和節點數據；
4.根據權利要求3所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述數據處理模塊(2)中電壓穩定性指標數據的計算公式如下：
5.根據權利要求4所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述處理模塊(2)中容量裕度指標數據的計算公式如下：
6.根據權利要求5所述
7.根據權利要求6所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述處理模塊(2)中拓撲聯系度指標LK―ij的計算公式如下：
8.根據權利要求1所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述辨識模塊(3)中的關鍵線路辨識單元對電壓穩定性指標數據、容量裕度指標數據、實時故障率指標數據和拓撲聯系度指標數據進行接收，并根據指標數據對關鍵線路進行辨識分析，得到線路i―j中的負荷節點集合和負荷節點n的所有功失負荷量。
9.根據權利要求8所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述辨識模塊(3)中系統最優失負荷量為：
10.根據權利要求1所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述定位模塊(4)對電力線路發生故障時故障節點的位置進行定位包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于：包括數據采集模塊(1)、數據處理模塊(2)、辨識模塊(3)以及定位模塊(4)，所述數據采集模塊(1)、數據處理模塊(2)、辨識模塊(3)和定位模塊(4)之間均建立通信連接；
2.根據權利要求1所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述數據庫模型用于為數據實時采集和處理提供平臺，并提供實時保護機制，所述數據庫模型的開發基于linux系統；
3.根據權利要求2所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述指標采集單元使用數據采集與監視控制組件以及相量測量組件進行實時數據采集，所述數據采集與監視控制組件用于采集電網的實時運行數據，所述相量測量組件用于提供高精度的指標數據和節點數據；
4.根據權利要求3所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述數據處理模塊(2)中電壓穩定性指標數據的計算公式如下：
5.根據權利要求4所述的一種電力系統故障脆弱線路辨識系統，其特征在于，所述處理模...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚榮斌，孫成祥，鄭典元，鄭宇航，楊樂新，
申請(專利權)人：連云港師范高等專科學校，
類型：發明
國別省市：
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