一种寻找导致电压暂降的电网薄弱环节的方法

摘要

本发明提供一种寻找导致电压暂降的电网薄弱环节的方法，该方法包括：记录电压暂降事件和电网故障；计算用户电压暂降幅值期望值和各点发生故障的概率；建立随机模拟计算模型；随机模拟计算，计算用户电压暂降幅值的期望值；比较计算结果和统计结果；改变不同地点的故障概率值，计算电压暂降幅值期望值；计算电网薄弱环节指标，比较指标大小，获得结果。本方法从辨识容易造成电压暂降事件的电网故障地点出发，提出计算电网薄弱环节的指标，并结合电网发生故障的概率和发生故障后导致用户电压暂降幅值两个因素，准确标识出电网中易导致电网暂降幅值较大的故障地点，从而为电网规划建设、日常维护和技术改造提供的优先级的选取依据。

说明书

技术领域

本发明涉及电网故障导致电力用户电压暂降技术领域，具体涉及一种寻找电网中较易发生故障导致电压暂降的地点的方法

背景技术

电压暂降(Voltage Sag)问题是指供电电压有效值在短时间突然下降的事件，其持续的时间一般为半个周波到30个周波。虽然事件的持续时间短暂，却会造成设备停机跳闸等故障，给电力用户带来巨大的经济损失。

表征电压暂降事件的几个特征量为电压暂降幅值、持续时间和相位跳变。目前主要的量化指标是SARFI(x)，是指一年中发生电压有效值(RMS)在x％以下的电压暂降的次数，并采用CEBMA曲线和ITIC曲线衡量设备对电压暂降事件的抵御能力。与电网结构有关的指标包括有临界距离和凹陷域等。SARFI(x)指标仅表示了电压暂降事件发生次数，CEMBA曲线和ITIC曲线只给出了设备对不同电压暂降幅值和持续时间的抵抗能力，而临界距离和凹陷域单纯从电网结构出发，没有考虑不同故障地点发生故障的可能性，因而无法真正指出对用户电压暂降问题影响较大的故障地点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种寻找导致电压暂降的电网薄弱环节的方法。电网故障是造成电压暂降事件的主要原因之一，本方法从辨识容易造成电压暂降事件的电网故障地点出发，提出计算电网薄弱环节的指标，并结合电网发生故障的概率和发生故障后导致用户电压暂降幅值两个因素，准确标识出电网中易导致电网暂降幅值较大的故障地点，从而为电网规划建设、日常维护和技术改造提供的优先级的选取依据。

所述电网薄弱环节指标计算公式如下：

ULI_i＝(V′-V_act)×V_base×P(FL_i)

式中：V′是假设某故障点不在发生故障时，电力用户的电压暂降幅值的期望值；V_act是用户记录的电压暂降事件的幅值期望值，当无记录数据时，可以用随机模拟计算获得的电压暂降幅值的期望值V；V_base是电压基准值；P(FL_i)是某故障点发生故障的概率。

本发明通过如下技术方案实现：

通过统计用户记录的电压暂降事件的暂降幅值，获得电压暂降事件幅值的期望值V_act。

通过统计获得各个地点发生故障的概率，建立电力用户电压暂降问题随机模拟的数学模型。通过随机模拟计算，获得电力用户电压暂降幅值的期望值V，比较V和V_act，验证仿真模型的可信度。

改变不同故障地点的发生故障的概率，再通过随机模拟计算，可以获得该点不发生故障时用户电压暂降幅值的期望值V′。该点故障对用户电压暂降幅值的影响程度可通过V′与V_act的差值表征。由于该点故障对用户电压暂降幅值的影响由电网的结构确定，而故障发生的概率是由该故障点所处的地理位置、运行年限等因素决定，这二者是独立关系。因此可确定本方法提出的电网薄弱环节指标为：

ULI_i＝(V′-V_act)×V_base×P(FL_i)

由于计算采用标幺值，因此将计算结果乘于电压基准值V_base以使计算结果具有实际物理意义，便于比较。

通过比较指标的计算结果，可以综合考虑故障地点发生故障的概率和发生故障后对用户电压幅值造成的影响。指标越大，表示该故障点越薄弱，技术改造或者日常维护工作的优先级高。

本发明创造相对于现有技术具有如下优点和效果：本发明解决了现有技术所尚未很好解决的技术问题，在电网中，由电网故障引发的电压暂降事件，不单单要考虑发生故障的概率，还要考虑故障发生后对用户电压幅值的影响，因此本方法能够将故障发生概率和故障对用户电压的影响一起考虑，得出电网不同地点对用户电压暂降事件的影响程度，获得电网中的薄弱环节，为电网的日常维护和技术改造的先后次序提供量化依据。

附图说明

图1为本发明方法的实施流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体数据和例子对本发明的实施作进一步介绍。

本实施方式中，一个用户3年内记录发生了158起电压暂降事件，部分事件如表1所示：

表1

 

    序号    时间        故障类型持续时      间(秒)最低电      压(V) 天  气11月18日14时43分10kV系统1#、4#进线瞬间欠压0.086751阴21月18日19时12分10kV系统1#、4#进线瞬间欠压0.088499阴31月18日19时23分10kV系统1#、4#进线瞬间欠压0.128092阴42月3日11时30秒10kV系统1#进线停电(停电)0晴54月22日9时32分10kV系统5路进线瞬间欠压0.168858晴64月23日17时51分10kV系统2#、3#进线瞬间欠压1.29185阴74月24日11时24分10kV系统5路进线瞬间欠压0.218679雨84月25日23时57分10kV系统5#进线瞬间欠压0.283698晴95月31日18时55分10kV系统2#进线瞬间欠压0.089391雨106月2日0时37分10kV系统2#进线瞬间欠压0.089466雨

根据所有158次事件记录，计算出该用户电压暂降幅值的期望值为V_act＝7.7364kV(0.7368p.u.)，并可以计算出不同地点发生故障的概率如表2所示：

表2

通过建立随机模拟计算模型(概率统计模型)，计算得出电网薄弱环节指标如表3所示：

表3

根据指标大小可以判断，该实例中，电网最薄弱环节为F7，F9等指标大的地点。