一种基于交流算法的停电事故模型设计

马懿　李江勇　于渤海

1、引言

在现代电力系统中，电网潮流交换和信息交换的日益频繁以及数量的剧烈增大，互联电网内各子电网间的相互依赖性亦日益增加，管理日趋复杂，电力系统及其关联的信息通信系统和监测/控制系统的任何一个脆弱部位的故障，都有可能导致电力系统灾难性的大停电事故发生。基于以上原因，本文给出考虑线路停运概率的电网生长过程中的大停电交流潮流模型，用来研究电网生长过程中的自组织临界状态。

2、模型定义

AC-SOC-PF模型的流程如图1，具体步骤如下：

（1）首先根据发电机出力和初始负荷需求确定电网初始潮流 ，根据初始潮流整定各线路元件的潮流极限，η为线路初始负载率因子。

（2）随机选择一个负荷节点，在该节点上增加随机大小的和（类似沙堆模型的加沙过程）；

（3）通过牛拉法求解电网的交流潮流，求出各线路潮流；

（4）根据线路潮流和潮流极限求各线路的负载率，由线路过负荷保护动作模型计算每条线路的开断概率；判断发电机节点无功出力是否在范围以内，若不在，则将发电机节点转换成PQ節点，回到步骤（3）再一次进行潮流计算；当发电机节点的无功出力均在范围内，进入步骤（5）；

（5）判断是否有线路依据概率断开，若系统因为线路断开被分成两个或两个以上的孤岛，则本次停电事故仿真过程结束，统计损失负荷；若没有造成孤岛问题，则更新电网，回到步骤（2）。

3、AC-SOC-PF模型的仿真结果

3.1 IEEE39单次故障过程分析

IEEE39系统在ASP模型中某次事故的发展过程如表3.2；

由表3.2中的数据得到该次事故过程如下：在第56次添加扰动负荷后，线路15-16由于误动作断开，负荷转移到了临近线路，导致如下线路的故障概率急剧增加并且断开：14-15，16-17，17-18，17-27；如图3.4中虚线圆框所示；另有3-4，1-39两条线路断开，如图3.4中的虚线所示；这些线路的断开导致系统解列为5个区域，停电事故发生，共损失负荷450.42MW。

（作者单位：滨州供电公司）