电力系统连锁故障主动防御方法、装置及系统与流程

1.本公开涉及电力系统运行安全领域，尤其涉及电力系统连锁故障主动防御技术领域。

背景技术：

2.极端气象如台风、暴雪、雷击等是引发电网发生连锁故障的主要原因，对电网设备有巨大的破坏作用，现有的研究连锁故障的预防控制方法多为利用自组织临界、小世界等理论建立电网动态模型，搜索辨识电网事故链，并在事故扩大阶段及时介入，降低线路功率，切除部分机组或负荷，从而阻止事故程度和范围进一步扩大。而这些连锁故障阻断方法面临的挑战包括：1)初始故障选定对极端气象影响考虑较少，导致事故链识别不准确、阻断点选择及控制量大小选择错误；2)由于新能源动响应的快速性和弱抗扰性，事故链呈现出演变时间短、相关环节减少、发生概率高的特点，因此留给阻断控制的时间大大缩短，甚至来不及实施系统事故就已大范围扩散。因此，急需一种安全稳定的连锁故障主动防御方法。

技术实现要素：

3.本公开提供了一种电力系统连锁故障主动防御方法、装置及系统。
4.根据本公开的第一方面，提供了一种电力系统连锁故障主动防御方法，该方法包括：
5.分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合；
6.基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。
7.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分别计算极端气象条件下各线路的故障率，包括：
8.获取目标区域指定时间段内的历史极端气象等级、持续时间、线路位置信息以及线路平均故障率，统计得到线路总故障次数和极端气象条件下各线路的故障次数；
9.将所述线路总故障次数和持续时间乘积的倒数，依次与所述各线路的故障次数、指定时间段时长、线路平均故障率相乘，得到不同气象等级、不同持续时间下各线路的历史故障率；
10.分别确定所述各线路的历史故障率与历史极端气象等级、所述各线路的历史故障率与持续时间的线性系数，并根据所述线性系数确定各线路的历史故障率与历史极端气象等级、持续时间之间的定量线性关系；
11.获取极端气象预报等级和预报持续时间，根据所述定量线性关系计算在所述极端气象预报等级和预报持续时间条件下电网各线路的故障率。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设阈值的计算方法，包括：
13.获取线路设备对应极端气象条件下的耐受能力上限、线路负载率、设备实际配置保护控制系统动作后的线路故障短时恢复率；
14.将所述耐受能力上限与所述线路负载率差值的倒数，与线路故障短时恢复率相乘，得到线路故障率的预设阈值。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序，包括：
16.获取电网线路参数信息；
17.在电网数字孪生模型中将所述初始计划断开线路集合中的各线路分别断开，分别对每一条线路断开后的电网潮流进行模拟计算；
18.根据所述模拟计算的结果，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。
19.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述模拟计算的结果，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序，包括：
20.步骤(1)：根据模拟计算得到的结果，确定所述初始计划断开线路集合中电流未过载的i个线路作为计划断开线路集合，其中，i等于所述计划断开线路集合中的线路个数，i＝i-1；
21.步骤(2)：分别获取所述未过载的i个线路由正常状态至断开时的暂态电压和频率；
22.步骤(3)：选择所述暂态电压和频率变化幅度最小的线路作为第a条断开电路，并从所述计划断开线路集合中删除，其中，a的初始值为1，a＝a+1；
23.循环执行步骤(1)(2)(3)，直至i＝0。
24.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
25.根据所述模拟计算的结果，若所述初始计划断开线路集合中的各线路电流均过载，则根据线路过载程度调整负荷和发电机出力，并重新获取调整后的电网线路参数信息，以便根据所述调整后的电网线路参数信息重新进行模拟计算。
26.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
27.当发生极端天气时，根据所述线路断开次序依次断开所述计划断开线路集合中的各线路，形成防御电网线路。
28.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
29.对所述防御电网线路进行n-1潮流计算和n-2稳定计算；
30.若所述防御电网线路仍存在线路过载和/或失去稳定，则继续调减负荷；
31.若所述防御电网线路无线路过载且保持稳定，则将所述防御电网线路作为所述极端天气时的最终电网形态。
32.根据本公开的第二方面，提供了一种电力系统连锁故障主动防御装置。该装置包
括：
33.计算模块，用于分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成计划断开线路集合；
34.确定模块，用于基于电网负荷损失最小原则确定所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。
35.根据本公开的第三方面，提供了一种电力系统连锁故障主动防御系统，该系统包括：
36.气象单元：向用户单元发送极端气象预报信息，向电网单元发送极端气象预报信息和历史极端气象信息；
37.电网单元：用于实现本公开第一方面所述的电力系统连锁故障主动防御方法，并向用户单元发送停电信息；
38.用户单元：根据极端气象预报信息和停电信息，进行负荷控制及电网反馈。
39.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
40.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
41.图1是本公开实施例提供的气象部门、电网企业与电力用户之间的交互示意图；
42.图2是本公开实施例提供的一种电力系统连锁故障主动防御方法的流程图；
43.图3是本公开实施例提供的在极端气象下计算电网各线路故障率的流程图；
44.图4是本公开实施例提供的确定计划断开线路集合中各线路的断开次序的流程图；
45.图5是本公开实施例提供的某区域电力系统的系统结构图；
46.图6是本公开实施例提供的极端气象下形成的最终电网状态图；
47.图7是本公开实施例提供的一种电力系统连锁故障主动防御装置的框图；
48.图8是本公开实施例提供的一种示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
49.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
50.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
51.本公开提供了一种电力系统连锁故障主动防御方法，该方法包括：分别计算极端
气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合；基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。以此方式，可以在发生极端天气时，主动将部分线路按最优次序依次进行无故障断开，提前形成一个可安全稳定运行的n-k电网(电网总设备数为n，计划断开线路为k)，断开线路时间充裕，不存在事故链与实际不匹配和事故中阻断控制时间不够的问题。
52.图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的气象部门、电网企业与电力用户之间的交互示意图，如图1所示，
53.气象部门102把未来气象预报数据发给电网企业104与电力用户106，同时还向电网企业104发送历史气象数据(极端气象类型、气象等级、持续时间)；电网企业104根据所接收的未来气象预报信息和历史气象数据确定断开线路次序，及每轮断开线路需控制的负荷，发给电力用户106；电力用户106接受气象预报及电网企业发布的停电信息，提前做好停电预案。需要指出的是，三者之间的互动不是静态的，气象部门102会滚动更新未来天气预测信息，电网企业104也需要根据实时气象预测及时更新断开线路和预控负荷，并且断线操作过程中，也需要电力用户106的密切配合，是一个控负荷-断线-控负荷-断线的交替过程。
54.图2示出了能够在其中实现本公开的实施例的一种电力系统连锁故障主动防御方法200的流程图，如图2所示，
55.s210，分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合。
56.在一些实施例中，极端气象条件是指一定地区在一定时间内出现的历史上罕见的气象事件，例如台风、暴雪、雷击等。
57.在一些实施例中，可以通过极端气象等级、持续时间、线路故障和地里位置信息统计数据，确定即将发生的极端气象事件下电网各线路的故障概率，如附图3所示，确定即将发生的极端气象事件下电网各线路的故障概率，具体包括以下步骤：
58.步骤(1)：统计研究区域内一段时间t内发生极端气象事件的气象等级dk，持续时间tk，根据电网设备定位信息，统计在时间t内的区域线路平均故障率λ0，总故障次数с及在极端气象条件下各线路的故障次数ck。
59.步骤(2)：根据步骤1提供的数据，计算在不同气象等级、不同持续时间条件下的各线路的历史故障率λk，推导如下：
[0060][0061]
所以，
[0062]
步骤(3)：确定各线路的历史故障率和气象等级dk、持续时间tk之间的线性关系，表达式为：
[0063]
λk＝αdk+βtk(2)
[0064]
通过步骤(1)，(2)，可使用统计得到的λk，dk，tk结果反推出系数α和β的值。
[0065]
根据反推出的α，β值，可以确定即将发生的极端气象下各线路的故障率λ
k0
和预报气象等级d
k0
以及预报持续时间t
k0
之间的二元函数表达式：
[0066]
λ
k0
＝αd
k0
+βt
k0
(3)
[0067]
步骤(4)：根据气象部门更新的极端气象预报等级d
k0
和预报持续时间t
k0
，利用公式(3)计算即将发生的极端气象事件下电网各线路的故障率。
[0068]
在一些实施例中，可以将各线路的故障率从高到低排序，取故障率大于预设阈值的线路为初始计划断开线路，记为集合l。
[0069]
在一些实施例中，可以获取线路设备对应极端气象条件下的耐受能力上限、线路负载率以及设备实际配置保护控制系统动作后的线路故障短时恢复率，将耐受能力上限与线路负载率差值的倒数，与线路故障短时恢复率相乘作为线路故障率的预设阈值。
[0070]
s220，基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。
[0071]
在一些实施例中，将计划断开线路集合中各线路的断开次序作为最优次序，当发生极端天气时，可以主动将计划断开线路集合按最优次序依次进行无故障断开，提前形成一个可安全稳定运行的n-k电网(电网总设备数为n，计划断开线路为k)。
[0072]
在一些实施例中，确定计划断开线路集合中各线路的断开次序如附图4所示，具体包括以下步骤：
[0073]
步骤(5)：可以从电力调度部门后台获取电网线路参数信息，包括：读取电网线路断开前的网架结构、预测负荷、发电机、线路、变压器电气参数信息等，搭建计算数据；
[0074]
步骤(6)：在电网数字孪生模型中将初始计划断开线路集合l中的各线路分别断开，结合步骤5中的计算数据，采用牛顿—拉夫逊方法进行模拟潮流计算；
[0075]
步骤(7)：查看模拟计算的结果，统计各线路分别断开后的电网设备电流没有超过其载流限制的线路，将未过载的线路作为计划断开线路集合，一一计算这些线路由正常状态至断开的过渡中暂态电压、频率变化，选择幅值变化最小的线路作为第一条断开线路，记为线路i，并从计划断开线路集合中删除该线路i；如果集合l中每一条线路断开后均出现线路过载情况，则根据线路过载程度调减负荷及发电机，重新获取电网线路参数信息，形成新的计算数据后重复步骤(6)。
[0076]
步骤(8)：记录断开该线路i损失的负荷，负荷损失包括两部分，一是因线路断开后形成的孤立节点负荷，另一部分为过渡过程中发电机脱网造成的负荷损失。
[0077]
步骤(9)：根据负荷损失和发电机脱网情况，调整线路i断开后的电网计算数据，重复步骤6-8，依次得到第二条、第三条、
…
、第n条(计划断开线路集合中的线路个数)断开线路，并对应主动削减负荷量。
[0078]
将上述步骤(6)-(9)中确定的第一条、第二条、第三条、
…
、第n条断开线路作为计划断开线路集合中各线路的断开次序。
[0079]
在一些实施例中，当发生极端天气时，可以根据所述线路断开次序依次断开所述计划断开线路集合中的各线路，形成防御电网线路。
[0080]
在一些实施例中，可以对上述防御电网线路分别进行n-1潮流计算、n-2稳定计算，其中，n-1潮流计算是指正常运行方式下的电力系统中任一元件(如线路、发电机、变压器、直流单极等)无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过
负荷，电压和频率均在允许范围内；n-2稳定计算是指电力系统的n个元件中的任意两个独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后,应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电,不破坏系统的稳定性,不出现电压崩溃等事故。
[0081]
在一些实施例中，如果n-1有设备过载或n-2故障下失去稳定，则仍需调减负荷或主动断开线路，经过潮流稳定计算校验无问题后，则将所述防御电网线路作为所述极端天气时的最终电网形态。
[0082]
根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
[0083]
(1)在连锁事故发生前主动断线，无需进行复杂的连锁事故链辨识分析，断开线路时间充裕，不存在事故链与实际不匹配和事故中阻断控制时间不够的问题。
[0084]
(2)线路按次序缓慢无故障断开，不仅避免了保护拒动或误动的不利影响，而且电压和频率扰动相对于线路故障同时断开几乎可以忽略，明显降低了发电机尤其是新能源脱网的概率，相比经历短时大扰动冲击被动形成的电网，负荷及设备损失大大减小，具有较高的工程应用价值。
[0085]
根据本公开的第三实施例，对本公开作进一步地详细描述，具体以某区域电力系统为研究对象，其系统结构见图5。
[0086]
如图5所示，“火”“风”“光”是指火力发电、风力发电和光能发电，网内负荷为2000mw，历史上该地区暴雨气象记录较多。
[0087]
根据气象部门提供的暴雨气象等级、持续时间，电网企业得到的7月份的一次雷击气象条件下的部分线路故障率如下表所示：
[0088][0089]
电网企业考虑220kv线路造价较高且维修工程量大，时间长，重要电力用户较少，灾中、灾后人身安全考虑，将阈值定为0.45。
[0090]
由此确定断开的线路为：6-22、15-17、11-17。
[0091]
经潮流和暂态稳定计算后确定次序：11-17、15-17、6-22，需配合预控负荷分别为：0mw，0mw，140mw。
[0092]
线路11-18故障率低于0.45，但断开以上高故障率线路后，11-18不满足n-1安全要求，而11-18处于两个地区电网联络上，如果不断线，削减的送端负荷量过大，直接断开负荷损失较小且满足运行要求，两者取最优，主动断开11-18，再限制负荷320wm，最终形成的电网结构及状态如图6所示。
[0093]
根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
[0094]
(1)在连锁事故发生前主动断线，无需进行复杂的连锁事故链辨识分析，断开线路时间充裕，不存在事故链与实际不匹配和事故中阻断控制时间不够的问题。
[0095]
(2)线路按次序缓慢无故障断开，不仅避免了保护拒动或误动的不利影响，而且电压和频率扰动相对于线路故障同时断开几乎可以忽略，明显降低了发电机尤其是新能源脱网的概率，相比经历短时大扰动冲击被动形成的电网，负荷及设备损失大大减小，具有较高的工程应用价值。
[0096]
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
[0097]
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
[0098]
图7示出了根据本公开的实施例的一种电力系统连锁故障主动防御装置700的方框图。装置700包括：
[0099]
计算模块710，用于分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合；
[0100]
确定模块720，用于基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合以及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。
[0101]
在一些实施例中，所述计算单元710具体用于：获取目标区域指定时间段内的历史极端气象等级、持续时间、线路位置信息以及线路平均故障率，统计得到线路总故障次数和极端气象条件下各线路的故障次数；
[0102]
将所述线路总故障次数和持续时间乘积的倒数，依次与所述各线路的故障次数、指定时间段时长、线路平均故障率相乘，得到不同气象等级、不同持续时间下各线路的历史故障率；
[0103]
分别确定所述各线路的历史故障率与历史极端气象等级、所述各线路的历史故障率与持续时间的线性系数，并根据所述线性系数确定各线路的历史故障率与历史极端气象等级、持续时间之间的定量线性关系；
[0104]
获取极端气象预报等级和预报持续时间，根据所述定量线性关系计算在所述极端气象预报等级和预报持续时间条件下电网各线路的故障率。。
[0105]
在一些实施例中，所述确定单元720具体用于：获取电网线路参数信息；在电网数字孪生模型中将初始计划断开线路集合中的各线路分别断开，分别对每一条线路断开后的电网潮流进行模拟计算；根据所述模拟计算的结果，确定计划断开线路集合以及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。
[0106]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0107]
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
[0108]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
[0109]
图8示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装
置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
[0110]
设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器(rom)802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器(ram)803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、rom 802以及ram 803通过总线804彼此相连。输入/输出(i/o)接口805也连接至总线804。
[0111]
设备800中的多个部件连接至i/o接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0112]
计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法200。例如，在一些实施例中，方法200可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到ram 803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的方法200的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法200。
[0113]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0114]
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0115]
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom
或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0116]
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0117]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
[0118]
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
[0119]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0120]
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

技术特征：

1.一种电力系统连锁故障主动防御方法，其特征在于，包括：分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合；基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算极端气象条件下各线路的故障率，包括：获取目标区域指定时间段内的历史极端气象等级、持续时间、线路位置信息以及线路平均故障率，统计得到线路总故障次数和极端气象条件下各线路的故障次数；将所述线路总故障次数和持续时间乘积的倒数，依次与所述各线路的故障次数、指定时间段时长、线路平均故障率相乘，得到不同气象等级、不同持续时间下各线路的历史故障率；分别确定所述各线路的历史故障率与历史极端气象等级、所述各线路的历史故障率与持续时间的线性系数，并根据所述线性系数确定各线路的历史故障率与历史极端气象等级、持续时间之间的定量线性关系；获取极端气象预报等级和预报持续时间，根据所述定量线性关系计算在所述极端气象预报等级和预报持续时间条件下电网各线路的故障率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值的计算方法，包括：获取线路设备对应极端气象条件下的耐受能力上限、线路负载率及设备实际配置保护控制系统动作后的线路故障短时恢复率；将所述耐受能力上限与所述线路负载率差值的倒数，与线路故障短时恢复率相乘，得到线路故障率的预设阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序，包括：获取电网线路参数信息；在电网数字孪生模型中将所述初始计划断开线路集合中的各线路分别断开，分别对每一条线路断开后的电网潮流进行模拟计算；根据所述模拟计算的结果，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述模拟计算的结果，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序，包括：步骤(1)：根据模拟计算得到的结果，确定所述初始计划断开线路集合中电流未过载的i个线路作为计划断开线路集合，其中，i等于所述计划断开线路集合中的线路个数，i＝i-1；步骤(2)：分别获取所述未过载的i个线路由正常状态至断开时的暂态电压和频率；步骤(3)：选择所述暂态电压和频率变化幅度最小的线路作为第a条断开电路，并从所述计划断开线路集合中删除，其中，a的初始值为1，a＝a+1；循环执行步骤(1)(2)(3)，直至i＝0。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述模拟计算的结果，若所述初始计划断开线路集合中的各线路电流均过载，则根据线路过载程度调整负荷和发电机出力，并重新获取调整后的电网线路参数信息，以便根据所述调整后的电网线路参数信息重新进行模拟计算。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当发生极端天气时，根据所述线路断开次序依次断开所述计划断开线路集合中的各线路，形成防御电网线路。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述防御电网线路进行n-1潮流计算和n-2稳定计算；若所述防御电网线路仍存在线路过载和/或失去稳定，则继续调减负荷；若所述防御电网线路无线路过载且保持稳定，则将所述防御电网线路作为所述极端天气时的最终电网形态。9.一种电力系统连锁故障主动防御装置，其特征在于，包括：计算模块，用于分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合；确定模块，用于基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。10.一种电力系统连锁故障主动防御系统，其特征在于，包括：气象单元：向用户单元发送极端气象预报信息，向电网单元发送极端气象预报信息和历史极端气象信息；电网单元：用于实现权利要求1-8所述的电力系统连锁故障主动防御方法，并向用户单元发送停电信息；用户单元：根据极端气象预报信息和停电信息，进行负荷控制及电网反馈。

技术总结

本公开的实施例提供了一种电力系统连锁故障主动防御方法、系统及装置，涉及电力系统安全运行领域。所述方法包括：分别计算极端气象条件下各线路的故障率，根据故障率高于预设阈值的线路生成初始计划断开线路集合；基于电网负荷损失最小原则对所述初始计划断开线路集合进行潮流和稳定计算，确定计划断开线路集合及所述计划断开线路集合中各线路的断开次序。以此方式，可以主动将部分线路按最优次序依次进行无故障断开，提前形成一个可安全稳定运行的电网，且无需进行复杂的事故链搜索和紧急阻断控制，显著降低了发电机尤其是新能源受故障冲击后的脱网概率，在保障电力系统安全运行的前提下最大限度降低了电力负荷损失及设备损坏。备损坏。备损坏。