基于關鍵事件的高比例新能源電力系統故障連鎖演化規律分析

沈政委，孫華東，仲悟之，王安斯，趙 兵，徐式蘊

（電網安全與節能國家重點實驗室（中國電力科學研究院有限公司）,北京市 100192）

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近年來中國風電、光伏等新能源得到跨越式發展,已形成世界上規模最大、結構最復雜的高比例新能源電力系統。截至2021 年底,中國電源裝機容量達2.38 TW·h,其中非化石能源裝機容量占比達到47%,水電、風電、太陽能發電裝機容量均居世界首位,高比例新能源逐漸成為中國電源結構的重要特征,電網運行特性呈現新格局［1-2］。作為構建新型電力系統的重要一環,如何保障高比例新能源電力系統的安全穩定運行至關重要。

梳理國內外典型大停電事故發現,幾乎所有的大停電事故都是由一系列復雜故障連鎖作用后引發安全自動裝置不合理動作等導致的,而非單一故障造成的［3-5］。構建系統、科學的連鎖故障風險評估體系,提供高效、精準的事故鏈條搜索方法成為預防、控制甚至阻斷連鎖故障導致大停電事故的重要手段,而掌握故障連鎖演化規律則是以上相關研究的基礎。過去數年,已有多位學者就傳統電網連鎖故障的演化問題進行了深入研究:文獻［6］針對傳統電網連鎖故障問題,通過分析連鎖故障演化進程中的相關特征闡述連鎖反應機理,并結合博弈論提出了連鎖故障對弈防御模型。文獻［7］總結并歸納了傳統電網連鎖故障的一般物理過程及各階段的特點,提出了連鎖故障快速搜索與風險評估方法。文獻［8］基于小世界網絡模型分析了故障傳播特性,深入研究了電網的小世界特性與連鎖故障之間的關系。……