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对近年来各地发生的电网大面积停电事故进行分析后发现,现代电力系统大停电事故大多是由故障的连锁反应引起的。传统认识中由简单故障引起功角失稳或电压失稳从而导致电网大面积停电的事故已愈来愈少,现代电力系统大停电事故在简单故障发生到功角失稳或电压失稳之间往往会经历一个线路连锁过载跳闸的事故发展阶段,该阶段以连锁过载跳闸引起输电断面开断从而导致潮流在电网中大范围转移而结束,并最终导致电网崩溃。因此,在事故发展最初,实施通过自动检测输电断面开断事件并在第一时间实现集中切机和切负荷控制的输电断面保护,是避免大量潮流跨网转移从而防止电网大面积停电事故的最有效的主动控制措施。 本研究主要内容包括:⑴提出一种基于功率传输路径的输电断面搜索方法。在电网正常运行时,通过潮流追踪方法搜索出所有纯“源”点和纯“潭”点之间的功率传输路径;当线路过载后,根据过载线路跳闸后的功率转移路径可视为跳闸前的各传输路径相交形成的包含过载线路的闭合回路的特点,通过查找过载线路所联系的纯“源”点和纯“潭”点快速定位输电断面的大致区域,并在局部区域内采用节点比较法利用功率传输路径找出电气距离较短的闭环回路,回路中转移功率方向与原有传输功率方向相同的线路即构成过载线路的关键输电断面。⑵提出了两种基于灵敏度的输电断面过负荷控制方法。在判定过载线路跳闸将引起输电断面的连锁过载跳闸后,需要快速调整节点出力以降低过载线路的负载。第一种控制方法是基于改进综合灵敏度的输电断面内负荷调整方法。通过改进的综合灵敏度模型,可优先选择出对输电断面内的过载线路和冗余线路具有相反调节作用的控制节点,使得控制节点在降低过载线路负载的同时升高冗余线路的负载,如此调整的意义在于将调节过程中的功率流动尽量控制在输电断面内,减少对断面外线路正常运行的影响。第二种方法是基于灵敏度的输电断面间负荷调整方法。现有的灵敏度方法不适合进行大范围的潮流调整。本文采用向量余弦分析法对输电线路分别进行电源灵敏度和负荷灵敏度辨识,找出与过载线路具有相同负荷区而具有不同电源区的线路,从而通过调整节点出力实现在不同输电断面间进行潮流大范围转移的目的。