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基于随机交互图与特征分析的连锁故障分析与缓解
Analysis and Mitigation of Cascading Failures Using a Stochastic Interaction Graph With Eigen-Analysis
Zhenping Guo · Xiaowen Su · Kai Sun · Byungkwon Park 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年7月
在复杂网络系统研究中，通常基于无向图模型进行特征分析。然而，在电力系统连锁故障分析中，故障间的相互作用具有方向性，需引入有向图以刻画故障传播路径。为此，本文提出一种随机交互图模型及其特征分析方法。通过定义并分析随机交互矩阵的特征值模式（其模为1、0或介于两者之间），可识别局部或大范围的故障传播模式及关键参与元件。利用特征向量识别广泛传播模式中的关键组件，并降低其故障概率，从而有效抑制连锁故障。在NPCC 140节点系统上的仿真数据验证了所提模型与策略的有效性。
解读: 该随机交互图与特征分析技术对阳光电源大型储能系统和微电网产品具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统集成中，可建立储能单元、PCS变流器、升压变压器间的故障传播有向图模型，通过特征值分析识别关键薄弱环节，优化冗余配置策略。对于多机并联的ST系列储能变流器，该方法可量化单机故障向系统扩散的风险...
基于能量函数嵌入的准稳态模型实现连锁故障高效仿真
Efficient Simulation of Cascading Outages Using an Energy Function-Embedded Quasi-Steady-State Model
Zhenping Guo · Xiaowen Su · Kaiyang Huang · Kai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年1月
本文提出一种嵌入能量函数的准稳态模型，用于在考虑暂态稳定性的同时高效模拟电网连锁故障。与传统准稳态模型相比，该模型结合短期动态仿真与能量函数法，无需完整暂态稳定仿真即可评估系统暂态稳定性及故障传播过程。每次扰动后，模型首先进行短时域仿真获取扰动后轨迹，继而搜索势能局部最大点并利用牛顿法求解相关不稳定平衡点，最后基于此点估算暂态能量裕度以预测发电机失步。该模型在NPCC 140节点系统上验证了其精度与计算效率，并与嵌入暂态稳定仿真的准稳态模型进行了对比。
解读: 该连锁故障高效仿真技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统及ST系列储能变流器的电网支撑功能具有重要价值。文中提出的能量函数嵌入准稳态模型可应用于储能系统的构网型GFM控制策略优化：通过快速评估暂态稳定裕度，储能系统可在电网扰动时动态调整有功/无功输出，预防连锁故障扩散。该方法的计算高效性使其...