專利名稱：：一種大干擾概率電壓穩(wěn)定性的評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)的模擬與計(jì)算，特別涉及基于電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的大干擾概率電壓穩(wěn)定性的評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
：當(dāng)今環(huán)境問題和能源危機(jī)日趨嚴(yán)重的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)全球電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出了無法回避的挑戰(zhàn)，從而促使世界各國(guó)普遍加速研究和發(fā)展適應(yīng)這一新挑戰(zhàn)的各種電力領(lǐng)域的新技術(shù)和新方法，其中就包括了概率性的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法。從歷史上看，由于發(fā)電系統(tǒng)可以用簡(jiǎn)單的單節(jié)點(diǎn)模擬，上世紀(jì)五、六十年代就已在有些國(guó)家使用了基于概率的可靠性評(píng)估方法，現(xiàn)在很多國(guó)家都開展了相關(guān)的研究和應(yīng)用工作，如俄羅斯已開始使用包括設(shè)備年平均故障次數(shù)、故障平均恢復(fù)時(shí)間、計(jì)劃?rùn)z修的平均頻率和計(jì)劃?rùn)z修系數(shù)等在內(nèi)的概率性指標(biāo)，指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展。但由于電網(wǎng)可靠性計(jì)算模型的復(fù)雜性，這些概率性評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用范圍主要局限于規(guī)劃方案比較、配網(wǎng)評(píng)估等領(lǐng)域，而在電力系統(tǒng)的安全性評(píng)估，如電壓穩(wěn)定分析方面，絕大多數(shù)國(guó)家目前仍幾乎無一例外地采用諸如N-1準(zhǔn)則等的確定性方法。本發(fā)明中開展的將概率性方法應(yīng)用于輸電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定評(píng)價(jià)的研究甚少有相關(guān)報(bào)道，而概率電壓穩(wěn)定性概念定義的確定、評(píng)價(jià)原則和指標(biāo)的選取以及適應(yīng)于工程應(yīng)用的實(shí)用分析方法的建立等內(nèi)容則更是屬于急待開展的前沿性工作。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明在調(diào)研國(guó)內(nèi)外電壓穩(wěn)定可靠性評(píng)估研究進(jìn)展基礎(chǔ)之上，結(jié)合電壓穩(wěn)定的定義和分類情況，提出了大干擾概率電壓穩(wěn)定性的概念，基于所提的概念定義構(gòu)造了能結(jié)合暫態(tài)和長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定性的大干擾電壓穩(wěn)定的可靠性指標(biāo)，制定了概率電壓穩(wěn)定的綜合評(píng)價(jià)原則，在此基礎(chǔ)上，發(fā)展出了大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估的算法流程。仿真分析結(jié)果表明，本發(fā)明所提出的大干擾概率電壓穩(wěn)定性概念及其分析方法能夠用定量評(píng)估指標(biāo)直觀地表達(dá)系統(tǒng)的安全性能，并確定制約電力系統(tǒng)安全性的瓶頸和薄弱環(huán)節(jié)，這有利于指導(dǎo)調(diào)度運(yùn)行人員制定相應(yīng)的防范和改進(jìn)措施，從而減少電壓崩潰事故的發(fā)生。大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估的目標(biāo)是結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)方法和確定性分析方法來定量評(píng)估電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，給出概率性的電壓穩(wěn)定指標(biāo)。為此需要解決以下一些問題如大干擾概率電壓穩(wěn)定性概念定義的確定、適用于工程應(yīng)用的概率分析模型的選取、概率電壓穩(wěn)定評(píng)價(jià)原則和指標(biāo)的制定以及實(shí)用算法流程的建立等。本發(fā)明針對(duì)上述問題，首次明確提出了大干擾概率電壓穩(wěn)定性的概念定義，基于該概念定義發(fā)展出了大干擾概率電壓穩(wěn)定性的工程實(shí)用分析方法，為電壓穩(wěn)定的可靠性評(píng)估工作的開展提供了技術(shù)手段。以下將就本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行具體介紹。1.大干擾概率電壓穩(wěn)定性的概念定義我國(guó)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》以及國(guó)際《IEEE/CIGRE》均定義大干擾電壓穩(wěn)定作為電壓穩(wěn)定的第一級(jí)子類，且大干擾電壓穩(wěn)定都包含短期和長(zhǎng)期過程，其中短期大干擾電壓穩(wěn)定就是通常所說的暫態(tài)電壓穩(wěn)定，根據(jù)以上定義，本發(fā)明首先限定在概率電壓穩(wěn)定研究中的兩個(gè)特征第一特征是擾動(dòng)形式為大干擾，第二特征是持續(xù)時(shí)間包含了短期和長(zhǎng)期。結(jié)合概率穩(wěn)定性定義，本發(fā)明提出大干擾電壓穩(wěn)定的概念。電力系統(tǒng)在本質(zhì)上是一個(gè)隨機(jī)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的概率分析基于對(duì)電力系統(tǒng)的概率建模及統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，從整體和宏觀上評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)的性能。電力系統(tǒng)可靠性概率評(píng)估的目的是研究系統(tǒng)安全運(yùn)行的能力，以及如果元件等發(fā)生故障，可能引起的停電和解列事故，并以量化指標(biāo)，如系統(tǒng)停電概率(LossofLoadProbability)等來表示系統(tǒng)可靠性。因此，本發(fā)明定義大干擾概率電壓穩(wěn)定性指標(biāo)是指電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后，經(jīng)過暫態(tài)和長(zhǎng)期過程，系統(tǒng)發(fā)生電壓崩潰的概率。2.概率分析模型大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估的概率分析模型包括元件模型和系統(tǒng)狀態(tài)模型兩部分。(1)元件模型發(fā)輸電系統(tǒng)的可靠性分析中，馬爾柯夫模型是基本的元件模型。對(duì)于線路、變壓器、母線這三類元件，都可以采用馬氏模型來描述。元件的可靠性模型一般采用傳統(tǒng)的二狀態(tài)模型，如附圖1所示。其中，N表示正常狀態(tài)，R表示故障修復(fù)狀態(tài)；義和;/分別表示故障率和修復(fù)率，與平均無故障運(yùn)行持續(xù)時(shí)間MTTF和平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR的關(guān)系如下所示(2)系統(tǒng)狀態(tài)模型故障前系統(tǒng)狀態(tài)由系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、發(fā)電方式和負(fù)荷水平確定，再根據(jù)故障發(fā)生的位置、故障類型、保護(hù)和開關(guān)動(dòng)作情況即可確定系統(tǒng)狀態(tài)。一特定系統(tǒng)可能出現(xiàn)的全部狀態(tài)的集合稱為狀態(tài)空間Q，狀態(tài)空間分解法用系統(tǒng)所處的狀態(tài)和這些狀態(tài)之間可能發(fā)生的轉(zhuǎn)移來表示系統(tǒng)，并由故障判據(jù)劃分系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，求得系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。在元件的故障密度函數(shù)服從指數(shù)分布的情況下，元件的故障率和修復(fù)率都是常數(shù)，可用時(shí)齊次馬爾柯夫過程描述系統(tǒng)狀態(tài)的變化，求解得到系統(tǒng)狀態(tài)的概率、頻率和持續(xù)時(shí)間等指標(biāo)。在基于故障枚舉法的概率安全性評(píng)估中，首先對(duì)狀態(tài)空間Q中所有的系統(tǒng)狀態(tài)一一列舉，然后再確定每一系統(tǒng)狀態(tài)中各個(gè)元件的狀態(tài)，其中，系統(tǒng)元件包括各種系統(tǒng)設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、線路、變壓器等)以及不同的負(fù)荷水平。對(duì)一包括w個(gè)元件的電力系統(tǒng)來說，系統(tǒng)中的任一元件A(l《A《m)，設(shè)其不可用概率為A，14是它的運(yùn)行狀態(tài)，則A^的概率函數(shù)戶(XJ為[l-/V捉行，&=0I,=(《|,1,2,...,義,4,...,《。,)是狀態(tài)空間中的一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，i為正整數(shù)，根據(jù)各元件的不可用概率和相互關(guān)系，可以確定其聯(lián)合概率分布函數(shù)i5(1,)。例如當(dāng)各元件的故障相互獨(dú)立時(shí)3.概率電壓穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的綜合原則及可靠性指標(biāo)電壓穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)價(jià)原則主要是指可靠性評(píng)估中的指標(biāo)選擇及其量化標(biāo)準(zhǔn)；由于動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)估總是和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計(jì)算相關(guān)聯(lián)的，因此規(guī)定系統(tǒng)故障的選取準(zhǔn)則也是必不可少的，此外，系統(tǒng)的可靠性要求和可靠性評(píng)價(jià)原則及其量化評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)并不是一成不變的，它們會(huì)隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷變化和提高，因此還必須規(guī)定評(píng)價(jià)原則及其量化標(biāo)準(zhǔn)的更新準(zhǔn)則。(1)電壓穩(wěn)定的可靠性指標(biāo)考慮到電壓穩(wěn)定的機(jī)理和特征與功角穩(wěn)定有很大不同，本發(fā)明提出的大干擾概率電壓穩(wěn)定的可靠性評(píng)估指標(biāo)主要針對(duì)電壓穩(wěn)定自身的評(píng)價(jià)內(nèi)容，具體即為a)系統(tǒng)大干擾電壓失穩(wěn)概率。(2)系統(tǒng)故障選取準(zhǔn)則在計(jì)算系統(tǒng)的可靠性概率指標(biāo)時(shí)，需要模擬電網(wǎng)故障事件，因此必須確定系統(tǒng)故障的選取準(zhǔn)則。本發(fā)明提出的故障準(zhǔn)則主要考慮單重獨(dú)立元件故障和兩重獨(dú)立元件同時(shí)故障，即考慮元件的N—1和N—2故障，另外根據(jù)我國(guó)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》，計(jì)算中還需要考慮較可能發(fā)生的一些多重嚴(yán)重故障類型。(3)可靠性評(píng)價(jià)原則及其量化標(biāo)準(zhǔn)的更新準(zhǔn)則可靠性評(píng)價(jià)原則及量化評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)隨實(shí)際情況定期修改，例如可考慮每5年或10年修訂一次，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。4.大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估的實(shí)用算法流程從理論上來講，對(duì)狀態(tài)空間Q中的所有狀態(tài)進(jìn)行枚舉后，即可用下式計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)式中尸(X,)為每一系統(tǒng)狀態(tài)Z,eQ的發(fā)生概率，F(xiàn)(X,)為根據(jù)實(shí)際計(jì)算任務(wù)目的確定的可靠性指標(biāo)。下述概率可靠性評(píng)估程序PSD-PRE就是基于上述算法原理實(shí)現(xiàn)的。其主要流程如附圖2所示，具體步驟描述如下-(1)構(gòu)建概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件i=&n&門&門i。；其中，R,表示電網(wǎng)故障前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件；Rp表示電網(wǎng)故障前的系統(tǒng)狀態(tài)條件，其包括潮流和負(fù)荷水平；Rf表示故障條件，其包括故障元件、故障類型和故障持續(xù)時(shí)間；R。為該系統(tǒng)在所關(guān)心時(shí)段內(nèi)的后續(xù)擾動(dòng)序列條件，即為^={^,<51,672,...^,,(^+1,...}，式中Ci(i二0，l，2,3,…)表示發(fā)生第i級(jí)擾動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)元件集合，m為正整數(shù)，CQ=0表示任何擾動(dòng)均未發(fā)生，^表示空集，加上劃線的擾動(dòng)表示已出現(xiàn)，未加上劃線的擾動(dòng)表示將要出現(xiàn)。(2)根據(jù)上述概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件，采用時(shí)域仿真手段，進(jìn)行確定性的暫態(tài)穩(wěn)定和中長(zhǎng)期穩(wěn)定計(jì)算；(3)對(duì)包括連鎖故障在內(nèi)的所有故障后果進(jìn)行評(píng)估；(4)基于系統(tǒng)元件可靠性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算電壓穩(wěn)定的概率安全指標(biāo)5(F)。綜上所述，本發(fā)明提出了一種大干擾概率電壓穩(wěn)定性的評(píng)估方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)構(gòu)建概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件i=&門&n&ni。，其中，R,表示電網(wǎng)故障前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件；Rp表示電網(wǎng)故障前的系統(tǒng)狀態(tài)條件，其包括潮流和負(fù)荷水平；Rf表示故障條件，其包括故障元件、故障類型和故障持續(xù)時(shí)間；R。為該系統(tǒng)在所關(guān)心時(shí)段內(nèi)的后續(xù)擾動(dòng)序列條件，11。={(^，^，(^,.丄:，^+1,...}，式中Ci^O，l，2,3,…)表示發(fā)生第i級(jí)擾動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)元件集合，m為正整數(shù)，^=0表示任何擾動(dòng)均未發(fā)生，^表示空集，加上劃線的擾動(dòng)表示已出現(xiàn)，未加上劃線的擾動(dòng)表示將要出現(xiàn)；(2)根據(jù)上述概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件，采用時(shí)域暫態(tài)仿真程序和全過程動(dòng)態(tài)仿真程序，進(jìn)行確定性的暫態(tài)穩(wěn)定和中長(zhǎng)期穩(wěn)定計(jì)算；(3)對(duì)包括連鎖故障在內(nèi)的所有故障后果^KU)J)進(jìn)行評(píng)估；其中，Xf表示系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行方式；Ei表示第i個(gè)故障模式；Sev(Ei，X》表示在當(dāng)前運(yùn)行方式下Ei發(fā)生后系統(tǒng)的嚴(yán)重程度，具體可為穩(wěn)定性、功率、電量和損失指標(biāo)中的任意一種，i為正整數(shù)；(4)在對(duì)狀態(tài)空間Q中的所有狀態(tài)完成確定性的穩(wěn)定計(jì)算之后，應(yīng)用故障枚舉法，計(jì)算系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)五(F)，完成概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估；其中，首先要對(duì)狀態(tài)空間Q中所有的系統(tǒng)狀態(tài)全部逐一列舉，然后再確定每一系統(tǒng)狀態(tài)中各個(gè)系統(tǒng)元件的狀態(tài)和不同的負(fù)荷水平，對(duì)一包括m個(gè)元件的系統(tǒng)來說，元件運(yùn)行狀態(tài)的概率可由下式計(jì)算得到式中，A(1《A《m)表示電力系統(tǒng)中的任一元件，A為其不可用概率，J^是它的運(yùn)行狀態(tài)，尸(x》為的概率函數(shù)；其次，在各元件故障相互獨(dú)立的條件下，得到元件運(yùn)行狀態(tài)概率后，狀態(tài)空間中的一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)I,二(d,X,2,…,J^,…,U的聯(lián)合概率分布函數(shù)尸(X,)可由下式計(jì)算得到最后，即可由公式五(F)-ZF(義,)P(Z,)計(jì)算得到系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)式中尸(X,)為每一系統(tǒng)狀態(tài)義，eQ的發(fā)生概率，F(xiàn)(X,)為計(jì)算得到的指標(biāo)函數(shù)，為根據(jù)實(shí)際計(jì)算任務(wù)目的確定的可靠性指標(biāo)。本發(fā)明的大干擾概率電壓穩(wěn)定性的評(píng)估方法，其特征還在于所述構(gòu)建的概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件中，故障條件的確定包括以下歩驟(1)根據(jù)穩(wěn)定導(dǎo)則要求，計(jì)算中加入元件的單重故障模式，其中元件范圍包括線路、變壓器、母線和保護(hù)；(2)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際需要并顧及中長(zhǎng)期穩(wěn)定計(jì)算需求，計(jì)算中加入兩重獨(dú)立元件同時(shí)故障，其中需包括元件故障耦合繼電保護(hù)誤動(dòng)的情況。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是和電壓穩(wěn)定的確定性評(píng)估分析相比，本發(fā)明提出的概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估能夠提供各節(jié)點(diǎn)和全網(wǎng)的失效概率和各種可靠性指標(biāo)的數(shù)學(xué)期望，所提的狀態(tài)指標(biāo)的狀態(tài)概率加權(quán)之和可構(gòu)成某節(jié)點(diǎn)或全網(wǎng)的總指標(biāo)，這樣的加權(quán)過程避免了極稀少多重事件的過度考慮，一般易于為工程上接受。因?yàn)檫@一方法可以考慮全部可能的狀態(tài)，并且指標(biāo)的定義與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，因此大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估獲得的可靠性指標(biāo)構(gòu)成了比相應(yīng)的電壓穩(wěn)定確定性指標(biāo)對(duì)事故風(fēng)險(xiǎn)更好的估計(jì)。電網(wǎng)仿真結(jié)果表明，大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估可以用定量評(píng)估指標(biāo)直觀地表達(dá)系統(tǒng)的安全性能，同時(shí)還可以找出制約電力系統(tǒng)安全性的瓶頸和薄弱環(huán)節(jié)，通過制定相應(yīng)的防范和改進(jìn)措施，能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，減少電壓崩潰事故的發(fā)生。圖l是電網(wǎng)元件的二狀態(tài)模型；圖2是大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估主流程圖。具體實(shí)施例方式大干擾概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估屬于可靠性評(píng)估的范疇。電力系統(tǒng)可靠性是對(duì)電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量不間斷的向電力用戶供應(yīng)電力和電能能力的度量。它包括充裕度和安全性兩個(gè)方面。充裕度又稱靜態(tài)可靠性，也就是在靜態(tài)條件下，電力系統(tǒng)滿足用戶對(duì)電力和電能量需求的能力；安全性也稱為動(dòng)態(tài)可靠性，即在動(dòng)態(tài)條件下電力系統(tǒng)經(jīng)受住突然擾動(dòng)(電力系統(tǒng)經(jīng)受住大干擾)，并不間斷地向用戶提供電力和電能量的能力。本發(fā)明主要涉及電壓穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)價(jià)問題即大干擾概率電壓穩(wěn)定性的定義、可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)的算法流程的提出和建立。電壓穩(wěn)定的概率性分析方法可以看成是確定性方法的推廣，即對(duì)所有可能的狀態(tài)都可以檢驗(yàn)，并計(jì)算每一狀態(tài)的一個(gè)或幾個(gè)可靠性指標(biāo)，這些狀態(tài)指標(biāo)的狀態(tài)概率加權(quán)之和即為某節(jié)點(diǎn)或全網(wǎng)的總指標(biāo)。在電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行的全過程中，堅(jiān)持系統(tǒng)全面的可靠性定量評(píng)估制度，是提高電力系統(tǒng)效能的有效方法。在電壓穩(wěn)定的可靠性評(píng)估中，除了能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障進(jìn)行故障分析，采取相應(yīng)措施，以減少故障造成的影響之外，還可以確定電網(wǎng)合理的可靠性水平，使電力系統(tǒng)的綜合效益趨于最佳。以下是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例，以某省實(shí)際電網(wǎng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)作實(shí)施例，進(jìn)一步說明如下大干擾概率電壓穩(wěn)定評(píng)估方法具體包括以下步驟，(1)形成概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件對(duì)于本實(shí)施例，根據(jù)公式列式^=7,門&門^門&，確定電網(wǎng)故障前的潮流、負(fù)荷水平以及故障元件、故障類型、故障持續(xù)時(shí)間等仿真計(jì)算初始條件。10(2)根據(jù)概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件，進(jìn)行確定性的穩(wěn)定計(jì)算本實(shí)施例中，根據(jù)所列仿真計(jì)算條件，基于時(shí)域仿真計(jì)算方法，采用中國(guó)電力科學(xué)研究院的中國(guó)版BPA潮流和暫態(tài)穩(wěn)定程序以及全過程動(dòng)態(tài)仿真程序，進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定和中長(zhǎng)期穩(wěn)定計(jì)算。(3)對(duì)包括連鎖故障在內(nèi)的所有故障后果5"eK《乂)進(jìn)行評(píng)估，分析當(dāng)前運(yùn)行方式下《故障發(fā)生后系統(tǒng)的嚴(yán)重程度對(duì)于本實(shí)施例，Xf表示系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行方式；Ei表示第i個(gè)故障模式；Sev(Ei,Xf)表示在當(dāng)前運(yùn)行方式下Ei發(fā)生后系統(tǒng)的嚴(yán)重程度，可以是穩(wěn)定性、功率、電量、損失等指標(biāo)，i為正整數(shù)。(4)計(jì)算系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)五(F):對(duì)于本實(shí)施例，先根據(jù)
發(fā)明內(nèi)容中介紹的概率分析模型公式要求，整理了系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)，主要包括一，發(fā)電機(jī)組、變壓器、架空線路、斷路器、母線等元件的強(qiáng)迫停運(yùn)率(故障率)、計(jì)劃?rùn)z修(停運(yùn))次數(shù)、計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間、統(tǒng)計(jì)臺(tái)(百公里)年數(shù)的可靠性指標(biāo)；二，故障類型分布及重合閘率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；三，繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)概率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。表1和表2列出了部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。表1全國(guó)220kV以上電壓等級(jí)架空線故障類型統(tǒng)計(jì)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表22000-2004年全國(guó)繼電保護(hù)裝置不正確動(dòng)作率<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>220kV系統(tǒng)0.680.860.850.811.140.868330kV系統(tǒng)1,071.390.681.081.91,224500kV系統(tǒng)1.151.281.341.261.491.304根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)得到的系統(tǒng)及元件的可靠性數(shù)據(jù)，基于某省級(jí)電網(wǎng)2008年豐大方式的各種單一故障和多重故障的確定性穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，即可利用本發(fā)明所提的指標(biāo)和相應(yīng)的算法流程計(jì)算系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)，完成概率電壓穩(wěn)定評(píng)估。具體如下首先，對(duì)狀態(tài)空間Q中所有的系統(tǒng)狀態(tài)一一列舉，然后再確定每一系統(tǒng)狀態(tài)中各個(gè)元件的狀態(tài)，根據(jù)公式列式計(jì)算元件運(yùn)行狀態(tài)的概率戶(義,)，其中;^表示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，A(1《A《w)表示電力系統(tǒng)中的任一元件，m為系統(tǒng)元件個(gè)數(shù)。其次，在得到元件運(yùn)行狀態(tài)概率后，根據(jù)公式列式計(jì)算狀態(tài)空間中的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)=(《,,《2,..,...,《,)的聯(lián)合概率分布函數(shù)尸(I,);最后，根據(jù)公式列式計(jì)算系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)五(F)。在本實(shí)施例中，釆用基于概率的安全可靠性評(píng)估方法進(jìn)行電壓穩(wěn)定評(píng)估，求解結(jié)果如表3所示，和現(xiàn)有工程實(shí)際中常用的確定性評(píng)估方法相比，克服了確定性分析方法只能針對(duì)有限的、故障重?cái)?shù)較少的事故進(jìn)行安全穩(wěn)定性校驗(yàn)，且只能給出定性評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)；本實(shí)施例中的方法能夠以量化的指標(biāo)，如系統(tǒng)電壓失穩(wěn)概率等，對(duì)系統(tǒng)保持安全可靠運(yùn)行的能力給予更全面的評(píng)價(jià)。隨著電網(wǎng)復(fù)雜化程度的增加和電力管理體制的變化，本發(fā)明提出的概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估方法作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析的輔助分析手段，將被更多地應(yīng)用到工程實(shí)際中，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。表3某省級(jí)電網(wǎng)2008年主網(wǎng)可靠性評(píng)估結(jié)果失穩(wěn)形態(tài)失去安全性概率值大干擾電壓失穩(wěn)概率1.294146e-9此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施例僅僅是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。權(quán)利要求1、一種大干擾概率電壓穩(wěn)定性的評(píng)估方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)構(gòu)建概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件R＝Rt∩Rp∩Rf∩Rc，其中，Rt表示電網(wǎng)故障前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件；Rp表示電網(wǎng)故障前的系統(tǒng)狀態(tài)條件，其包括潮流和負(fù)荷水平；Rf表示故障條件，其包括故障元件、故障類型和故障持續(xù)時(shí)間；Rc為該系統(tǒng)在所關(guān)心時(shí)段內(nèi)的后續(xù)擾動(dòng)序列條件，Rc＝{C0，C1，C2，...Cm，Cm+1，...}，式中Ci(i＝0，1，2，3，…)表示發(fā)生第i級(jí)擾動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)元件集合，m為正整數(shù)，C0＝φ表示任何擾動(dòng)均未發(fā)生，φ表示空集，加上劃線的擾動(dòng)表示已出現(xiàn)，未加上劃線的擾動(dòng)表示將要出現(xiàn)；(2)根據(jù)上述概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件，采用時(shí)域暫態(tài)仿真程序和全過程動(dòng)態(tài)仿真程序，進(jìn)行確定性的暫態(tài)穩(wěn)定和中長(zhǎng)期穩(wěn)定計(jì)算；(3)對(duì)包括連鎖故障在內(nèi)的所有故障后果Sev(Ei，Xf)進(jìn)行評(píng)估；其中，Xf表示系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行方式；Ei表示第i個(gè)故障模式；Sev(Ei，Xf)表示在當(dāng)前運(yùn)行方式下Ei發(fā)生后系統(tǒng)的嚴(yán)重程度，具體可為穩(wěn)定性、功率、電量和損失指標(biāo)中的任意一種，i為正整數(shù)；(4)在對(duì)狀態(tài)空間Ω中的所有狀態(tài)完成確定性的穩(wěn)定計(jì)算之后，應(yīng)用故障枚舉法，計(jì)算系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)E(F)，完成概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估；其中，首先要對(duì)狀態(tài)空間Ω中所有的系統(tǒng)狀態(tài)全部逐一列舉，然后再確定每一系統(tǒng)狀態(tài)中各個(gè)系統(tǒng)元件的狀態(tài)和不同的負(fù)荷水平，對(duì)一包括m個(gè)元件的系統(tǒng)來說，元件運(yùn)行狀態(tài)的概率可由下式計(jì)算得到式中，k(1≤k≤m)表示電力系統(tǒng)中的任一元件，pk為其不可用概率，Xk是它的運(yùn)行狀態(tài)，P(Xk)為Xk的概率函數(shù)；其次，在各元件故障相互獨(dú)立的條件下，得到元件運(yùn)行狀態(tài)概率后，狀態(tài)空間中的一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)Xi＝(Xi1，X-2，...，Xik，...，Xim)的聯(lián)合概率分布函數(shù)P(Xi)可由下式計(jì)算得到最后，即可由公式計(jì)算得到系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定概率安全指標(biāo)E(F)，式中P(Xi)為每一系統(tǒng)狀態(tài)Xi∈Ω的發(fā)生概率，F(xiàn)(Xi)為計(jì)算得到的指標(biāo)函數(shù)，F(xiàn)(Xi)為根據(jù)實(shí)際計(jì)算任務(wù)目的確定的可靠性指標(biāo)。2、如權(quán)利要求l所述的大干擾概率電壓穩(wěn)定性的評(píng)估方法，其特征在于所述構(gòu)建的概率電壓穩(wěn)定評(píng)估的仿真計(jì)算條件中，故障條件的確定包括以下步驟(1)根據(jù)穩(wěn)定導(dǎo)則要求，計(jì)算中加入元件的單重故障模式，其中元件范圍包括線路、變壓器、母線和保護(hù)；(2)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際需要并顧及中長(zhǎng)期穩(wěn)定計(jì)算需求，計(jì)算中加入兩重獨(dú)立元件同時(shí)故障，其中需包括元件故障耦合繼電保護(hù)誤動(dòng)的情況。全文摘要本發(fā)明基于國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義和分類，結(jié)合電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法，提出了大干擾概率電壓穩(wěn)定性的概念定義，基于該概念定義構(gòu)造了能綜合考慮暫態(tài)和長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定性的大干擾電壓穩(wěn)定的可靠性指標(biāo)，制定了概率電壓穩(wěn)定的綜合評(píng)價(jià)原則，在此基礎(chǔ)上，發(fā)明了基于電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的大干擾概率電壓穩(wěn)定的評(píng)估方法，通過該方法所建立的概率電壓穩(wěn)定性評(píng)估實(shí)用算法流程可以對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的安全特性給出定量的評(píng)估結(jié)果。文檔編號(hào)G06F17/50GK101446990SQ20081011795公開日2009年6月3日申請(qǐng)日期2008年8月18日優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日發(fā)明者劍丁,孫華東,宋云亭,馬世英申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院