复杂电网严重故障下的多岛式主动故障隔离技术研究

With the rapid development of UHV AC/DC power grid, the structure and operation character of grid have changed profoundly. On this occasion, the protection and control methods which can be qualified in traditional AC power grid cannot satisfy the development of UHV AC/DC power grid. As a result, the risk of large scale blackout increases. The current fault isolation control, as an emergency control technology against blackout, is facing big challenges. For instance, the impact of faults can spread far away or the faults can be more complex. Aiming at these challenges, this project puts forward a multi-islands controlled fault isolation theory, which can isolate the danger sections and keep the main grid away from the threatening of blackout. The research mainly includes three parts: the research of predictive criteria of multi-islands controlled fault isolation, the research of real-time identification method of control object and control target, as well as the robust cooperative control method of multi-islands controlled fault isolation. Finally, theoretical system of multi-islands controlled fault isolation for large complex power grid will be constructed to provide a solid theoretical reserve for the emergency control technology against blackout.

随着特高压交直流电网的快速发展，电网格局与电源结构发生重大改变，电网运行特性发生深刻变化，基于传统交流系统形成的特性认识方法、安全防御理念与稳定控制技术，已难适应特高压交直流混联电网的发展要求，系统大规模停电风险增大。作为防御大停电事故的紧急控制技术—故障隔离技术，面临故障冲击全局化、故障形态复杂化等诸多挑战。针对这些挑战，本项目提出一种以预测型判据为基础，以保障电网主体网架的强壮性为目标，主动将复杂电网中严重威胁主网安全的部分隔离出去的技术—多岛式主动故障隔离技术，实现最大限度的保存电网主体生存能力。该项技术的研究主要包括多岛式主动故障隔离技术的预测型判据研究、多岛式主动故障隔离控制对象与目标的实时辨识方法研究以及多岛式主动故障隔离鲁棒协同控制方法研究三部分内容，最终形成复杂电网严重故障下的多岛式主动故障隔离技术理论体系，为抵御大停电事故的紧急控制技术研究提供坚实的理论储备。

随着特高压交直流电网的快速发展，电网格局与电源结构发生重大改变，电网运行特性发生深刻变化，基于传统交流系统形成的特性认识方法、安全防御理念与稳定控制技术，已难适应特高压交直流混联电网的发展要求，系统大规模停电风险增大。作为防御大停电事故的紧急控制技术—故障隔离技术，面临故障冲击全局化、故障形态复杂化等诸多挑战。针对这些挑战，本项目提出一种以预测型判据为基础，以保障电网主体网架的强壮性为目标，主动将复杂电网中严重威胁主网安全的部分隔离出去的技术—多岛式主动故障隔离技术，实现最大限度的保存电网主体生存能力。项目主要研究内容包括多岛式主动故障隔离技术的预测型判据研究、多岛式主动故障隔离控制对象与目标的实时辨识方法研究以及多岛式主动故障隔离鲁棒协同控制方法研究三部分。经过4年潜心研究，本项目初步形成了多岛式主动故障隔离技术理论体系，针对各项研究内容分别提出了基于支路暂态输电能力（BTTC）、扩展相平面及复杂连锁故障风险的复合型故障隔离判据；基于节点重要度及GN算法的主体网架快速辨识方法；将多岛式主动故障隔离技术作为现有三道防线的增补策略，提出了与现有策略间的时空协同控制方法，并在此基础上设计了一套电力系统严重故障快速防控体系。该防控体系的提出，丰富了复杂大电网故障隔离技术理论，为抵御大停电事故的紧急控制提供了一种可行的技术方案。此外，项目在研期间，团队发表SCI/EI检索论文12篇，申请发明专利8项，出版专著1部—《大电网故障隔离技术》；不仅如此，在项目研究过程中团队培养了硕/博士9人，在大电网故障隔离领域建成了稳定的人才梯队，形成了成套的分析方法及研究用计算程序，为后续人才培养及成果应用奠定了坚实的理论与人才基础。