基于最优潮流的电网连锁故障路径仿真及风险优化控制

摘要

现代电力系统的发展以及连锁故障事故与大停电事故的频发，对系统的安全运行提出了新的挑战与要求。对连锁故障路径的仿真与系统风险控制的研究具有重要的现实意义。本文提出了一种以OPA模型与Manchester模型为基础的改进连锁故障仿真模型。结合了传统OPA模型与Manchester模型的优点，不仅对系统初始故障以后，线路连锁切除，潮流转移的快动作过程进行了仿真；还对系统的慢动态过程，即系统的负荷的发展、电力系统线路、发电厂建设等，进行了模拟。所建模型能够更好的符合电力系统运行情况。连锁故障模型的计算内核采用了风险优化模型。该模型将风险理论与优化理论相结合，兼顾了系统故障的概率特征与故障后的后果严重度，能够较好地反映系统的潮流状况。本文选用原对偶内点法求解风险优化模型，该算法具有收敛性强，计算效率高，鲁棒性好等优点，适用于最优潮流的在线应用。本文基于Matlab对模型进行编程实现，并选用河南省某市电网进行了模拟时间跨度为三年的连锁故障模型测试，验证该模型的可行性与有效性。对测试结果进行分析，验证了该系统符合电网的自组织临界性。对故障路径的模拟结果，分析得出该系统运行潜在的薄弱环节。测试结果还验证了内核模型及算法的收敛性、高效性与鲁棒性。