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我国特高压交直流混联电网规模庞大,存在局部故障引发全局连锁故障并导致大规模停电的风险。对于交直流混联电网,直流受端局部的交流连锁故障会大幅降低电压支撑能力,容易导致直流闭锁事故。特高压直流输电系统传输的功率巨大,一旦其发生故障,将导致送受端电网大量切机切负荷,严重威胁电网安全稳定运行。通过高风险连锁故障筛选识别出发生概率较高且对电网安全有严重影响的连锁故障,为后续安全风险预警和防御方案制定提供支撑,可以有效预防大停电事故的发生。在大规模的交直流混联电网中,潜在的故障演化路径众多,且新能源大量馈入加剧了潮流不确定性,更显著增加了故障演化的复杂度,导致连锁故障筛选的效率较低,难以及时预警和防范电网安全风险。因此,深入研究快速有效的高风险连锁故障筛选方法,为安全风险预警和防御方案制定预留充裕的时间,是保障交直流混联大电网安全运行的重要基础。本文以连锁故障导致的连续换相失败风险作为评估指标,分析不同初始故障对交直流电网的影响,得到高危初始故障;考虑新能源大规模馈入带来的潮流不确定性以及调控系统采取的防控措施影响,筛选出高风险连锁故障,并分析了连锁故障的关键演化模式。本文采用序贯重要性采样、随机响应面法等方法处理不确定性,运用堆叠降噪自动编码器和深度森林等机器学习技术进行评估,针对大规模交直流混联电网的高风险连锁故障筛选进行了深入研究,考虑连锁故障对直流系统影响、潮流不确定性以及防控措施影响,构建了高风险连锁故障快速筛选体系。论文的主要研究工作和取得的创新性成果如下:(1)基于交流连锁故障引发的连续换相失败(successive commutation failure,SCF)风险,提出一种初始故障评估方法。从交流连锁故障对直流系统影响的角度出发,综合考虑连锁故障概率和SCF持续时间,建立了 SCF风险指标。为生成用于计算该指标的连锁故障样本,提出一种基于序贯重要性采样(sequential importancesampling,SIS)的连锁故障抽样方法,该方法能够显著缩小样本规模。为快速计算每个连锁故障样本导致的SCF持续时间,建立了基于堆叠降噪自动编码器(stacked noise reduction autoencoder,SDAE)的估值神经网络,该估值神经网络选择交流电网结构和短路故障位置相关的拓扑特征作为输入。山东电网简化算例分析表明,基于SIS的连锁故障抽样方法能够在保证抽样可靠性的同时降低样本规模,基于SDAE的估值神经网络能够显著提高SCF持续时间的计算效率。所提方法能够快速评估交流连锁故障导致的SCF风险,筛选出威胁交直流电网安全运行的高危初始故障。(2)考虑新能源大量接入带来的潮流不确定性,提出一种高风险连锁故障筛选方法。为快速获取连锁故障过程中的线路潮流概率分布,建立了一种结合分布因子的改进随机响应面法(stochastic response surface method combining with distribution factor,SRSM-DF),该方法基于随机响应面法构建混沌多项式表征输入变量与线路潮流的映射关系,在后续连锁故障搜索过程中,采用分布因子法更新多项式系数。然后,提出基于深度森林的SRSM-DF计算误差判断方法,在误差较大时利用基于交流潮流的随机响应面法更新多项式系数。最后,建立了一种两阶段高风险连锁故障筛选策略,将筛选过程分解为高概率连锁故障筛选和连锁故障风险计算,快速筛选高风险连锁故障。华东电网算例分析表明,所提出的随机潮流计算方法可以兼顾计算速度和精度,所建立的两阶段筛选策略降低了连锁故障筛选的复杂度,并在计算连锁故障风险时考虑了直流功率损失,能够针对交直流混联电网,快速筛选出计及潮流不确定性的高风险连锁故障。(3)考虑连锁故障发展过程中电网防控措施的影响,提出一种交直流高风险连锁故障筛选及演化模式分析方法。综合考虑线路过载、后续故障后果和防控能力等因素,建立了混合整数非线性规划(mixed integer nonlinear programming,MINLP)模型,并对其线性化得到混合整数线性规划模型,模拟了连锁故障过程中电网所采取的防控措施。改进了两阶段筛选策略,第1阶段建立连锁故障博弈树搜索策略,搜索过程中故障选择和防控措施实施交替进行;第2阶段综合考虑防控代价和紧急控制代价,计算连锁故障风险并排序。针对搜索得到的高风险连锁故障集,采用加权PrefixSpan算法,识别故障集中的关键演化模式,并对电网防控的薄弱环节进行了分析。华东电网和西北电网算例分析表明,与现有方法相比,所建立的防控措施模型具有更好的连锁故障风险防控效果,但电网的防控能力有限且不均衡,部分连锁故障在采取防控措施后仍具有较高风险。所提演化模式分析方法可以识别连锁故障防控的薄弱环节,辅助调度人员制定更合理的防御策略,提高电网安全风险防御能力。(4)开发了交直流混联电网连锁故障搜索软件,并在我国华东电网实现了示范应用。软件主要包括电网数据转换和连锁故障搜索功能。其中数据转换功能是对获取到的电网潮流和动态模型数据数据解析,方便其他模块调用。连锁故障搜索功能基于前述部分相关研究内容,针对直流近区电网,搜索出高风险的交流系统连锁故障,为电网运行状态评估和控制决策制定提供基础。