韓 康,呂飛鵬,孔德洪

（四川大學(xué)電氣信息學(xué)院,四川成都 6lOO65）

文章編號(hào)：lOO7-2322（2Ol5）O6-OO3O-O6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 中圖分類號(hào)：TM7l

考慮保護(hù)故障影響的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)

韓 康,呂飛鵬,孔德洪

（四川大學(xué)電氣信息學(xué)院,四川成都 6lOO65）

0 引 言

近年來(lái),世界范圍內(nèi)不斷發(fā)生大停電事故［1-3］,對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。對(duì)此,國(guó)內(nèi)外專家做了大量的研究工作,研究發(fā)現(xiàn),大停電事故的發(fā)生往往是由個(gè)別元件故障而導(dǎo)致的,在事故的擴(kuò)大階段則與電網(wǎng)中的關(guān)鍵線路有著密切的聯(lián)系,而保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作又在大停電事故中起著推波助瀾的作用。因此,建立一種考慮保護(hù)故障因素的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)模型成為了一個(gè)急切的問(wèn)題。

目前對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行關(guān)鍵環(huán)節(jié)辨識(shí)往往是基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論。其主要是通過(guò)研究電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)探索電網(wǎng)發(fā)生大停電事故的內(nèi)在機(jī)理,從網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性視覺(jué)揭示電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性本質(zhì)。文獻(xiàn)［4-5］基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,提出一種大規(guī)模電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性分析方法,得出高介數(shù)的節(jié)點(diǎn)或支路為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的結(jié)論。然而上述模型的物理背景與實(shí)際情況相去甚遠(yuǎn),忽略了線路阻抗的影響,把電網(wǎng)當(dāng)作無(wú)權(quán)無(wú)向網(wǎng)絡(luò),模型所得辨識(shí)結(jié)果準(zhǔn)確度較低。針對(duì)以上模型的不足,文獻(xiàn)［6］基于電抗加權(quán)網(wǎng)絡(luò)提出了結(jié)構(gòu)負(fù)荷的概念,且考慮了節(jié)點(diǎn)容量的影響；文獻(xiàn)［7］選取輸電線路的電抗值作為權(quán)值參數(shù),提出了基于有權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型的電力網(wǎng)帶權(quán)重的網(wǎng)絡(luò)凝聚度及節(jié)點(diǎn)重要度評(píng)估指標(biāo)；文獻(xiàn) ［8］進(jìn)一步提出了基于可靠性加權(quán)拓?fù)淠Ｐ拖碌碾娋W(wǎng)脆弱性評(píng)估模型,通過(guò)加權(quán)介數(shù)對(duì)脆弱度指標(biāo)進(jìn)行有效放大,提高了辨識(shí)的精度。上述模型在一定程度上反映了電網(wǎng)的物理背景,但都假設(shè)母線間潮流只沿最短路徑流動(dòng),所得辨識(shí)結(jié)果往往不夠準(zhǔn)確［9］。文獻(xiàn) ［lO-ll］提出線路的電氣介數(shù)并將其用于電力系統(tǒng)關(guān)鍵線路識(shí)別,該方法基于電路方程,克服了加權(quán)介數(shù)模型假設(shè)母線間潮流只沿最短路徑流動(dòng)的不足,能夠較好地反映電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況。

然而上述文獻(xiàn)［4-ll］只是從不同的角度將電網(wǎng)的電氣特征融入到電網(wǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)辨識(shí)模型當(dāng)中,但都沒(méi)有考慮保護(hù)故障對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行辨識(shí)的影響。而近年來(lái),多次大停電事故的發(fā)生與繼電保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作有關(guān)［1-3］。文獻(xiàn)［l2］考慮了繼電保護(hù)故障對(duì)電網(wǎng)脆弱性評(píng)估的影響,建立了基于保護(hù)脆弱度的加權(quán)拓?fù)淠Ｐ?然而加權(quán)介數(shù)指標(biāo)同樣假設(shè)母線間潮流只按最短路徑傳播。基于此,本文提出一種計(jì)及保護(hù)故障影響的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)方法。首先,定義一種基于最大流的節(jié)點(diǎn)重要度指標(biāo),該指標(biāo)從網(wǎng)絡(luò)流的角度出發(fā),可以全面反映網(wǎng)絡(luò)連接的結(jié)構(gòu)特征,并且克服了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型中潮流僅按母線間最短路徑流動(dòng)的缺陷；其次,考慮保護(hù)裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng),分析保護(hù)裝置故障后對(duì)電網(wǎng)的影響,由此定義保護(hù)故障嚴(yán)重度,有效量化了保護(hù)裝置故障對(duì)電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)的影響；最后,提出結(jié)合支路結(jié)構(gòu)脆弱度與支路保護(hù)脆弱度的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)模型。本文模型將保護(hù)的不正確動(dòng)作納入關(guān)鍵線路辨識(shí)之中,比其它大多數(shù)模型考慮更加全面。且目前刻畫(huà)元件結(jié)構(gòu)脆弱度大多數(shù)使用介數(shù)指標(biāo),該指標(biāo)假設(shè)潮流只沿最短路徑流動(dòng),忽略了其它可能的傳播路徑,而本文使用的流介數(shù)指標(biāo)克服了介數(shù)指標(biāo)的缺陷,對(duì)元件結(jié)構(gòu)脆弱度的測(cè)度更加準(zhǔn)確。因此,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀態(tài)的本文模型相比多數(shù)模型是更具全面性與準(zhǔn)確性的。

1 基于最大流的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)重要度

目前,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的刻畫(huà)往往只關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)的局部信息,如度分 布熵［l3］,Wu結(jié) 構(gòu)熵［l4］等；度分布熵只考慮節(jié)點(diǎn)的差異性,而 Wu結(jié)構(gòu)熵只考慮線路的差異性。這兩類指標(biāo)是兩種最典型的測(cè)度網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性的指標(biāo),然而它們只從網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和邊中的一方面考慮網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征,導(dǎo)致對(duì)于網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性的刻畫(huà)不夠準(zhǔn)確。文獻(xiàn)［l5］綜合考慮節(jié)點(diǎn)和邊的差異性,提出了基于SD結(jié)構(gòu)熵的節(jié)點(diǎn)重要度指標(biāo),雖然在一定程度上可以彌補(bǔ)只考慮點(diǎn)或邊的缺陷,但此指標(biāo)也只是考慮了網(wǎng)絡(luò)的局部信息。而從網(wǎng)絡(luò)流的角度出發(fā),可以全面地反映網(wǎng)絡(luò)連接的結(jié)構(gòu)特征,并突破網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和傳播方式上的限制。比如在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中刻畫(huà)節(jié)點(diǎn)或邊的重要度的介數(shù)或加權(quán)介數(shù),只考慮了最短傳播路徑,而網(wǎng)絡(luò)最大流從全局角度考慮兩點(diǎn)間任意可能的傳播路徑,克服了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型中潮流僅按母線間最短路徑流動(dòng)的缺陷。

網(wǎng)絡(luò)最大流反映了在限定邊容量的情況下,兩點(diǎn)之間輸送流量最大的問(wèn)題。考慮電力系統(tǒng)的實(shí)際情況,以支路最大傳輸功率c（vi,vj）作為連接節(jié)點(diǎn)vi和vj的弧上允許流過(guò)的最大流量,支路ij的潮流f（vi,vj）為弧上的實(shí)際流量,分別簡(jiǎn)記為cij和fij,且滿足O≤fij≤cij。給定源點(diǎn)s和匯點(diǎn)t,則網(wǎng)絡(luò)最大流的數(shù)學(xué)模型可以描述為

式中:v（f）為可行流f的流量。

設(shè)bk為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)k的的絕對(duì)流介數(shù)［l6］,測(cè)度當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)去除或中止傳輸后,網(wǎng)絡(luò)流量的變化:

式中:W表示網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的最大流矩陣；Wk表示從最大流矩陣W中去掉第k行和第k列；W*k表示從原網(wǎng)絡(luò)中去掉節(jié)點(diǎn)k后重新計(jì)算得到的最大流矩陣。

絕對(duì)流介數(shù)bk屬于中間測(cè)度方法,反映了網(wǎng)絡(luò)最大流對(duì)于節(jié)點(diǎn)k的依賴程度；節(jié)點(diǎn)k的度dk屬于徑向測(cè)度方法,本質(zhì)在于反映節(jié)點(diǎn)k與網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系。徑向測(cè)度和中間測(cè)度反映了節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)中所扮演的不同角色,兩者共同決定了節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的參與度。

綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的局部信息和全局信息,定義節(jié)點(diǎn)k在網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)重要度為

式中:bk,dk分別為節(jié)點(diǎn)k的絕對(duì)流介數(shù)與度數(shù)；由于兩者之間量綱不同,需進(jìn)行歸一化處理,式中N（˙）為歸一化函數(shù)。

對(duì)于結(jié)構(gòu)重要度越大的節(jié)點(diǎn),其退出運(yùn)行將引起更多的節(jié)點(diǎn)受到影響以及大大降低整個(gè)系統(tǒng)的輸電效率,即節(jié)點(diǎn)的固有脆弱性越大。

2 保護(hù)故障嚴(yán)重度

要合理評(píng)估保護(hù)裝置故障后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響,必須建立客觀的評(píng)估模型。雖然實(shí)際電力系統(tǒng)中線路保護(hù)裝置的故障形式是多種多樣的,但考慮到多臺(tái)保護(hù)裝置同時(shí)發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)的概率極低,且本文主要是為了找出電網(wǎng)關(guān)鍵線路,不需要精確找出每種故障形式,因此只單獨(dú)考慮一臺(tái)裝置的拒動(dòng)或誤動(dòng)是合理的。

保護(hù)裝置故障會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng),兩者都會(huì)造成相關(guān)一次設(shè)備退出運(yùn)行,且保護(hù)拒動(dòng)還會(huì)使故障范圍擴(kuò)大,致使較多線路退出運(yùn)行。一般認(rèn)為系統(tǒng)停電事故的后果為失負(fù)荷,但對(duì)近年來(lái)多起大停電事故［1-3］的研究表明:①系統(tǒng)最終并不是結(jié)束于失去某個(gè)負(fù)荷母線,而是導(dǎo)致了系統(tǒng)級(jí)失穩(wěn)［l7］,例如頻率、電壓的崩潰,因此大停電帶來(lái)的后果并不能僅僅靠靜態(tài)分析的失負(fù)荷量來(lái)衡量；②線路上潮流的轉(zhuǎn)移會(huì)引發(fā)輸電線路和設(shè)備過(guò)載,電網(wǎng)內(nèi)部的有功或者無(wú)功功率缺額是導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定的根本原因。因此,本文通過(guò)考慮節(jié)點(diǎn)電壓波動(dòng)、支路潮流越限和發(fā)電機(jī)無(wú)功出力變化來(lái)量化保護(hù)故障后對(duì)系統(tǒng)的影響。

①設(shè)系統(tǒng)有m個(gè)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)i的正常運(yùn)行電壓為viO,被保護(hù)支路開(kāi)斷之后節(jié)點(diǎn)i的電壓為vi,則被保護(hù)支路開(kāi)斷后節(jié)點(diǎn)電壓波動(dòng)后果函數(shù)為

②設(shè)系統(tǒng)有n條支路,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)支路i的有功功率為PiO,支路i有功功率極限為Pmax,被保護(hù)支路開(kāi)斷之后其它支路的有功功率為Pi,則被保護(hù)支路開(kāi)斷后支路有功越限后果函數(shù)為

式中:a=PiO/Pav,表示系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)支路i對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)承擔(dān)的有功功率的比重；Pav為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)所有線路有功功率的平均值。

③設(shè)系統(tǒng)有g(shù)臺(tái)發(fā)電機(jī),正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)i的無(wú)功出力為QiO,被保護(hù)支路開(kāi)斷后發(fā)電機(jī)i的無(wú)功出力為Qi,則被保護(hù)支路開(kāi)斷后發(fā)電機(jī)無(wú)功出力變化后果函數(shù)為

式中:β=QiO/Qav,表示系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)i對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)無(wú)功出力所占的比重；Qav為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)所有發(fā)電機(jī)無(wú)功出力的平均值。

綜合這3方面對(duì)系統(tǒng)的影響,考慮到三者之間量綱不同,需進(jìn)行歸一化處理,則支路開(kāi)斷的后果函數(shù)為

式中:N（˙）為歸一化函數(shù)。

保護(hù)故障分為誤動(dòng)和拒動(dòng),它們是保護(hù)不正確動(dòng)作的兩種情況,應(yīng)分別分析。保護(hù)誤動(dòng)的故障嚴(yán)重度應(yīng)為被保護(hù)線路開(kāi)斷對(duì)系統(tǒng)造成的后果；保護(hù)拒動(dòng)會(huì)使相鄰線路遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作,導(dǎo)致相鄰線路退出運(yùn)行,而保護(hù)故障嚴(yán)重度應(yīng)該是由保護(hù)不正確動(dòng)作引起的,本線路保護(hù)動(dòng)作切除故障屬于正確動(dòng)作的情形,因此保護(hù)拒動(dòng)嚴(yán)重度應(yīng)為相鄰遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作引起支路開(kāi)斷的后果函數(shù)減去本線路保護(hù)動(dòng)作后支路開(kāi)斷的后果函數(shù)。

綜上所述,同時(shí)考慮保護(hù)裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng),保護(hù)故障嚴(yán)重度為

式中:ωW、ωJ分別為保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的權(quán)值系數(shù)；DW（k）為保護(hù)k誤動(dòng)后支路斷開(kāi)的后果函數(shù)；DJ（k）為保護(hù)k拒動(dòng)后相鄰保護(hù)動(dòng)作后支路斷開(kāi)的后果函數(shù)；Sk為保護(hù)k故障嚴(yán)重度,Sk越大,表明保護(hù)k的不正確動(dòng)作對(duì)電網(wǎng)安全影響越大,即保護(hù)k的脆弱度越大。

基于保護(hù)故障后的故障嚴(yán)重度以及保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)湮恢?定義支路保護(hù)脆弱度［l2］為

式中:Sk,Sk+1為線路1ij兩端保護(hù)的故障嚴(yán)重度,支路保護(hù)脆弱度有效地量化了保護(hù)裝置故障因素對(duì)電網(wǎng)中線路脆弱性的影響程度。

類比支路保護(hù)脆弱度,定義支路結(jié)構(gòu)脆弱度指標(biāo)為

式中:Ii、Ij分別為節(jié)點(diǎn)i、j的結(jié)構(gòu)重要度。

3 電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)模型

3.1 辨識(shí)模型

電網(wǎng)大停電事故的擴(kuò)大階段與電網(wǎng)中的關(guān)鍵線路有著密切的聯(lián)系,而保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作又在大停電事故中起著推波助瀾的作用。支路結(jié)構(gòu)脆弱度從支路在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所處的位置來(lái)描述支路的關(guān)鍵性；支路保護(hù)脆弱度是在考慮了保護(hù)不正確動(dòng)作之后,用電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行屬性來(lái)描述支路的關(guān)鍵性。電力系統(tǒng)有其特殊的物理背景,只有兼顧考慮電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)才能全面辨識(shí)出電網(wǎng)的關(guān)鍵線路。

因此,在辨識(shí)電網(wǎng)的關(guān)鍵線路時(shí)應(yīng)綜合考慮兩者的影響?；诖?本文提出了結(jié)合支路結(jié)構(gòu)脆弱度與支路保護(hù)脆弱度的關(guān)鍵線路辨識(shí)模型:

式中:C（i,j）為線路1ij的脆弱度。

指標(biāo)C（i,j）為考慮電網(wǎng)固有屬性與運(yùn)行屬性的脆弱度指標(biāo)。C（i,j）越大說(shuō)明支路ij故障對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)安全影響越大,即該線路對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)越關(guān)鍵。

3.2 辨識(shí)流程

①對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始潮流計(jì)算,利用matlab程序計(jì)算網(wǎng)絡(luò)最大流矩陣W；斷開(kāi)節(jié)點(diǎn)k后重新計(jì)算最大流矩陣得到W*k。根據(jù)式（2）、（3）和式（lO）計(jì)算得到支路結(jié)構(gòu)脆弱度。

②假設(shè)保護(hù)誤動(dòng),對(duì)被保護(hù)線路開(kāi)斷時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)潮流計(jì)算,根據(jù)式（4）～（6）算出被保護(hù)支路斷開(kāi)后節(jié)點(diǎn)電壓波動(dòng)、支路有功越限和發(fā)電機(jī)無(wú)功出力變化的后果,疊加后得到DW（k）。

③假設(shè)保護(hù)拒動(dòng),根據(jù)相鄰保護(hù)遠(yuǎn)后備配合關(guān)系,對(duì)相應(yīng)線路進(jìn)行開(kāi)斷處理,得到保護(hù)拒動(dòng)后的N—M狀態(tài),并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算；若潮流計(jì)算不收斂,則相應(yīng)的后果函數(shù)置為1,按照步驟②方法得到保護(hù)拒動(dòng)后的DJ（k）。

④根據(jù)式（9）確定支路保護(hù)脆弱度,進(jìn)而由式（ll）計(jì)算出所有線路的脆弱度并進(jìn)行排序。

4 算例分析

本文采用文獻(xiàn) ［l2］的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),該系統(tǒng)共有l(wèi)O臺(tái)發(fā)電機(jī)、l9個(gè)負(fù)荷、46條支路和92個(gè)支路保護(hù),其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。根據(jù)文獻(xiàn) ［l8］取ωW=O.7,ωJ=O.3。

使用本文辨識(shí)模型對(duì)IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估,計(jì)算得到所有線路的脆弱度,結(jié)果如圖2所示。

選取脆弱度在前l(fā)O位的線路置于表1。

由表1可以發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)脆弱度較高的線路主要集中在重要傳輸通道。如線路l6-l7、l6-l9,若線路l6-l9因故障斷開(kāi),則導(dǎo)致發(fā)電機(jī)33、34脫離系統(tǒng)成為孤島；而線路l6-l7斷開(kāi)明顯引起整個(gè)系統(tǒng)的傳輸效能［l9］降低。而保護(hù)脆弱度較大的線路為線路l6-l9、l9-2O、2-3O和線路26-29。一方面,這些線路處于發(fā)電機(jī)出口處,如線路2-3O、l9-2O,一旦線路上的保護(hù)誤動(dòng),則發(fā)電機(jī)3O與34將會(huì)退出系統(tǒng),引起整個(gè)系統(tǒng)的功率缺額；另一方面,這些線路與度值較大的節(jié)點(diǎn)l6、2、26相連,在不考慮保護(hù)裝置差異性的情況下,與這些度值很大的節(jié)點(diǎn)相連的線路一旦保護(hù)拒動(dòng),將會(huì)引起本線路外其他所有線路退出運(yùn)行的可能,如線路26-29,一旦本線路故障而保護(hù)裝置拒動(dòng),則線路25-26、26-27、26-28都有可能因保護(hù)動(dòng)作而斷開(kāi),致使發(fā)電機(jī)38脫離系統(tǒng)。

表1 關(guān)鍵線路辨識(shí)結(jié)果

由表1的線路脆弱度排序還可以發(fā)現(xiàn),計(jì)及保護(hù)脆弱度的影響能夠更加準(zhǔn)確、全面地辨識(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵線路。如線路l9-2O與線路2-3O,兩條線路的結(jié)構(gòu)脆弱度都較小,然而在考慮了保護(hù)故障的影響后,其整體的脆弱度排序靠前。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本文模型在辨識(shí)電網(wǎng)關(guān)鍵線路的有效性,將排序結(jié)果與文獻(xiàn)［l2］進(jìn)行對(duì)比,如表2。

表2 關(guān)鍵線路辨識(shí)結(jié)果對(duì)比

由表2看出,本文方法所得辨識(shí)結(jié)果與文獻(xiàn)［l2］大體相同,兩者實(shí)質(zhì)上都是從線路的結(jié)構(gòu)脆弱度和保護(hù)脆弱度兩方面對(duì)關(guān)鍵線路進(jìn)行辨識(shí)的。其中線路2-3在文獻(xiàn) ［l2］中為最關(guān)鍵的線路,其結(jié)構(gòu)脆弱度（加權(quán)介數(shù)）對(duì)線路2-3的保護(hù)脆弱度起到了放大的作用,因而線路2-3的綜合脆弱度最大。然而加權(quán)介數(shù)指標(biāo)只考慮了母線潮流按最短路徑流動(dòng),忽略了其它可能傳播路徑的作用,而本文線路的結(jié)構(gòu)脆弱度是基于網(wǎng)絡(luò)最大流的,從全局角度考慮兩點(diǎn)間任意可能的傳播路徑,故在本文方法中線路2-3的結(jié)構(gòu)脆弱度排序更為準(zhǔn)確。單從結(jié)構(gòu)脆弱度方面來(lái)看,本文方法相較于文獻(xiàn)［l2］更為準(zhǔn)確,且本文辨識(shí)模型也考慮了保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作,因此,本文模型在辨識(shí)關(guān)鍵線路上是比較全面與合理的。

5 結(jié)束語(yǔ)

以往的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)模型大都沒(méi)有考慮繼電保護(hù)故障的影響,為了使辨識(shí)結(jié)果更加全面與準(zhǔn)確,本文提出了一種計(jì)及保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)模型。該模型考慮了保護(hù)故障對(duì)線路脆弱度的影響,使辨識(shí)結(jié)果更加符合電網(wǎng)的實(shí)際情況,且支路結(jié)構(gòu)脆弱度指標(biāo)克服了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型中潮流僅按母線間最短路徑流動(dòng)的缺陷。算例分析結(jié)果驗(yàn)證了本文關(guān)鍵線路辨識(shí)模型的合理性與有效性。

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（責(zé)任編輯:楊秋霞）

Identification of Critical Line in Power Grid by Considering the Influence of Protection Fault

HAN Kang,LYU Feipeng,KONG Dehong
（School of Electrical and Information,Sichuan University,Chengdu 6lOO65,China）

電網(wǎng)中某些關(guān)鍵線路對(duì)大停電事故的發(fā)生有著重要的影響，且保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作在其中起著推波助瀾的作用。為了能夠有效預(yù)防大停電事故的發(fā)生，本文提出一種計(jì)及保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識(shí)模型。從網(wǎng)絡(luò)最大流的角度出發(fā)，提出一種節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)重要度指標(biāo)，該指標(biāo)能夠全面反映網(wǎng)絡(luò)連接的結(jié)構(gòu)特征，且克服了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型中潮流僅按母線間最短路徑流動(dòng)的缺陷；為了能夠有效反映電網(wǎng)實(shí)際情形，考慮保護(hù)的不正確動(dòng)作，定義了支路保護(hù)脆弱度指標(biāo)，該指標(biāo)有效量化了保護(hù)故障對(duì)關(guān)鍵線路辨識(shí)的影響；提出了結(jié)合支路結(jié)構(gòu)脆弱度與支路保護(hù)脆弱度的綜合辨識(shí)模型。以IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)作為測(cè)試算例，算例結(jié)果驗(yàn)證了本文所提模型的合理性與有效性。

保護(hù)故障；網(wǎng)絡(luò)最大流；結(jié)構(gòu)重要度；保護(hù)脆弱度；關(guān)鍵線路辨識(shí)

Certain critical lines in the power grid have serious impacts on large-scale blackouts,as well as the protection misoperation.In order to prevent the occurrence of the blackout accident effectively,an identification method of critical line in power grid is proposed by considering protection misoperation in this paper.In view of maximum network flow,an important degree index of node structure is put forward,which can fully reflect the structure characteristics of network connection,and overcome the defects that power flow flowsin the shortest paths between busesin complex network model.In order to effectively reflect the actual situation of power grid,by considering protection misoperation,an index of protection vulnerability of branch lines is defined,which can effectively quantify the impact of protection failure on the critical line identification.Therefore，a comprehensive model for identifying critical lines is presented by combining structure vulnerability and protection vulnerability of branch lines.Taking IEEE 39-bus system as the testing example,the rationality and validity of the pro-posed model are verified by the example results.

protection fault；network maximum power flow；structure importance；protection vulnerability；critical line identification

2Ol4-ll-l3

韓 康（l989—）,男,碩士研究生,研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)與電網(wǎng)脆弱性,E-mail:3l243l673@qq.com；

呂飛鵬（l968—）,男,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)和故障信息處理等,E-mail:fp.lu@tom.com；孔德洪（l989—）,男,碩士研究生,研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)與電網(wǎng)脆弱性,E-mail:5O4296972@qq.com。