7、电力系统风险识别与安全监测：理论、方法与实践

电力系统风险识别与安全监测：理论、方法与实践

1. 电力系统级联故障初始扰动识别

在电力系统中，识别导致级联停电的初始扰动是保障系统安全稳定运行的关键。为解决这一问题，提出了一种通用的优化公式来识别初始破坏性扰动，并给出了一种有效的数值方法来求解该优化问题。

1.1 适用性验证

所提出的 contingency identification algorithm（CIA）被应用于具有交流潮流、各种保护继电器和暂态过程的级联模型。以 IEEE 39 母线系统为例，使用具有多进程集成能力的级联停电模拟器（COSMIC）来识别初始扰动。具体操作步骤如下：
1. 随机选择 Branch 2 进行初始扰动识别，参数设置保持不变。
2. 成本函数 J 与 IEEE 118 母线系统相同，基于实际潮流计算。
3. 初始扰动会导致支路导纳连续变化，级联过程持续 10 秒。
4. 在第 3 秒时，Branch 35 意外跳闸（例如，由于人为错误）。

经过 10 次迭代，CIA 得到初始破坏性扰动 δ∗ = 3.3，成本函数 J = 575.72。识别出的初始扰动在 t = 0.001 s 时导致 Branch 3 跳闸，随后在多个母线进行欠压减载（UVLS）。在 t = 0.86 s 时，Branch 2 跳闸，导致 Bus 26 和 Bus 31 相继进行 UVLS。最后，在 t = 3 s 时，Branch 35 跳闸，导致 COSMIC 中的数值求解器失败，模拟终止。

1.2 结论

该方法不仅能检测直接支路停电，还能检测导致电网灾难性级联故障的一些非平凡扰动。事实证明，灵活交流输电系统（