一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，綜合考慮了系統(tǒng)受到擾動(dòng)后的潮流轉(zhuǎn)移與節(jié)點(diǎn)電壓的變化，提出更加完善的電網(wǎng)脆弱性綜合分析指標(biāo)。本發(fā)明包括以下步驟：1)分析系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行與擾動(dòng)后的潮流分布，包括各支路的有功潮流和無(wú)功潮流、各節(jié)點(diǎn)電壓及其相角差。2)計(jì)算所述評(píng)估體系中各評(píng)估指標(biāo)，包括預(yù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子和網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子。3)根據(jù)設(shè)定的指標(biāo)等級(jí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本發(fā)明的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，更加全面的反映了系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)信息，對(duì)系統(tǒng)可能存在的潮流越限、電壓失穩(wěn)和連鎖故障做出統(tǒng)一指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)決策，有利于運(yùn)行人員做出快速、準(zhǔn)確地判斷，及時(shí)采取措施保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，涉及電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，世界范圍內(nèi)發(fā)生了多次大規(guī)模停電事故，造成了非常大的影響。這些事故 大多是由于一個(gè)或幾個(gè)正在運(yùn)行元件的故障引起大范圍的潮流轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致部分線路過(guò)載跳 閘、電壓崩潰，繼而發(fā)生連鎖故障。實(shí)際上，在潮流轉(zhuǎn)移初期，并不是所有線路都會(huì)過(guò)載，而 是只有部分潮流急劇變化，甚至引發(fā)連鎖跳閘。電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，如何在 系統(tǒng)受到擾動(dòng)后及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這些脆弱部分，也就是辨識(shí)電網(wǎng)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵線路，具有 重要的應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。
[0003] 在以往的確定性評(píng)估方法中，一般只采用故障前后有功潮流的各種因子來(lái)進(jìn)行電 網(wǎng)的脆弱性評(píng)估，而假設(shè)系統(tǒng)中的無(wú)功充足、節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況忽略不計(jì)。實(shí)際上，當(dāng)電 網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，一條線路的斷開(kāi)必然使本線路的潮流轉(zhuǎn)移至其余線路，這樣其余線路的有 功潮流可能會(huì)顯著增加，由此導(dǎo)致的電流增加還會(huì)使得輸電線路上的無(wú)功損耗增加，加重 了線路上的電壓損耗，在沒(méi)有充足的無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓必然會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生 電壓崩潰，同樣會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的大面積停電。所以節(jié)點(diǎn)電壓權(quán)重因素也需要引入脆弱性評(píng)估 因子中。
[0004] 因此,為避免電力系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模停電事故,必須建立更準(zhǔn)確、全面的電力系統(tǒng)風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估體系，及時(shí)對(duì)脆弱部分采取相應(yīng)措施，保證系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述評(píng)估體系中的不足，本發(fā)明提出了一種基于確定性分析的電力系統(tǒng) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，充分考慮了系統(tǒng)受到擾動(dòng)后電網(wǎng)的各電氣量特征，包括線路潮流傳輸裕度、 節(jié)點(diǎn)電壓情況。能夠更加準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)的脆弱部分，進(jìn)而采取相應(yīng)措施保證系統(tǒng)安全穩(wěn) 定運(yùn)行。
[0006] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0007] -種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括如下步驟：
[0008] 1)、分析系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行與擾動(dòng)后的潮流分布，包括各支路的有 功潮流、無(wú)功潮流、節(jié)點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷、各節(jié)點(diǎn)的電壓和它們之間的電壓相角差；
[0009]2)、計(jì)算所述評(píng)估體系中各評(píng)估因子；包括預(yù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子和網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 因子。
[0010] 3)、根據(jù)設(shè)定的因子等級(jí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
[0011] 所述預(yù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子中包括：有功風(fēng)險(xiǎn)因子、有功增量因子、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子、電壓 增量因子、視在分析因子。
[0012] 有功增量因子Aij可以很直觀的反應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)受到擾動(dòng)后轉(zhuǎn)移潮流在各支路的分 布情況，能夠初步識(shí)別出因擾動(dòng)受到影響比較大的部分，λu值越大，說(shuō)明該線路有功潮流 受系統(tǒng)擾動(dòng)影響越明顯。電壓增量因子Yij可以很直觀的反應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)受到擾動(dòng)后各節(jié)點(diǎn)的 電壓分布情況，能夠初步識(shí)別出因擾動(dòng)受到影響比較大的部分，YU值越大，說(shuō)明該線路兩 端電壓受系統(tǒng)擾動(dòng)影響越明顯。
[0013] 有功風(fēng)險(xiǎn)因子直接反應(yīng)擾動(dòng)后輸電線路承載風(fēng)險(xiǎn)，&值越大，說(shuō)明該線路運(yùn)行時(shí) 潮流越限風(fēng)險(xiǎn)越大。電壓風(fēng)險(xiǎn)因子直接反應(yīng)擾動(dòng)后輸電線路電壓穩(wěn)定情況，Ku值越大，說(shuō) 明該線路運(yùn)行時(shí)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)越大。
[0014]視在分析因子表達(dá)式選取類(lèi)似于視在功率表達(dá)式，綜合了有功風(fēng) v V2 險(xiǎn)因子和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子，更加準(zhǔn)確、全面的反映了系統(tǒng)的脆弱程度。最大值應(yīng)為1，越接 近1，說(shuō)明當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，相應(yīng)線路越脆弱，越容易出現(xiàn)問(wèn)題。
[0015] 網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子Wu則是通過(guò)對(duì)有功增量因子、電壓增量因子及視在分析 因子設(shè)定不同的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù) ：'^ = 31入1」+32%+33〇^」，權(quán)重系數(shù)3 1、32、33根據(jù)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)估的側(cè)重點(diǎn)不同進(jìn)行選取，從而將本發(fā)明評(píng)估方法推廣到不同的系統(tǒng)中，使之具有更強(qiáng) 的適用性。
[0016] 根據(jù)設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子等級(jí)對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，如：堅(jiān)強(qiáng)（抵抗沖 擊能力大）、正常（基本在額定運(yùn)行狀態(tài)）、輕度告警、危險(xiǎn)，為運(yùn)行人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制提供 依據(jù)。
[0017] 本發(fā)明一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)受到擾動(dòng) 后潮流的轉(zhuǎn)移情況，將線路的承載能力與節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況結(jié)合起來(lái)，利用更加準(zhǔn)確、全 面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子來(lái)辨識(shí)系統(tǒng)中的脆弱部分，建立了更為可靠的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系， 為運(yùn)行人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明流程示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子計(jì)算流程圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明電壓風(fēng)險(xiǎn)因子計(jì)算參數(shù)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022] 如圖1所示，一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，通過(guò)利用電網(wǎng)參數(shù) 計(jì)算系統(tǒng)指標(biāo)來(lái)識(shí)別電網(wǎng)關(guān)鍵部分，從而進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本實(shí)施方式以ΙΕΕΕ-39節(jié)點(diǎn) 系統(tǒng)作為仿真研究對(duì)象，但不是限定性的。
[0023] 步驟1 :利用潮流計(jì)算得到系統(tǒng)擾動(dòng)前后各支路的有功潮流P' 和無(wú)功潮流 Q' u、Qm各節(jié)點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷無(wú)功功率％，以及擾動(dòng)后各節(jié)點(diǎn)電壓值\和它們之間的電壓 相角Sijtj
[0024] 步驟2 :利用步驟1得到的擾動(dòng)前后的潮流值計(jì)算有功增量因子和電壓增量 因子。這兩個(gè)因子可以初步反映系統(tǒng)各部分受擾動(dòng)影響的大小。其中，有功增量因子 ^Lim t^ij 移潮流在各支路的分布情況，最大值為1，λυ值越大，說(shuō)明該線路有功潮流受系統(tǒng)擾動(dòng)越 大。類(lèi)似的，電壓增量因子A=^ ，Vum為節(jié)點(diǎn)極限運(yùn)行電壓。它反應(yīng)了電網(wǎng)受到擾 V Lim vN 動(dòng)后各節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況，能夠初步識(shí)別出節(jié)點(diǎn)電壓受擾動(dòng)影響比較大的部分，其最大 值也為1，值越大，說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)電壓受系統(tǒng)擾動(dòng)影響越明顯。
[0025] 依次對(duì)ΙΕΕΕ-39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)各條線路進(jìn)行斷開(kāi)攻擊，計(jì)算其它線路有功增量因子 Aij與電壓增量因子Yij,若其它線路中存在以上兩個(gè)指標(biāo)數(shù)值較大的情況，則可以初步判 斷出受攻擊的線路對(duì)系統(tǒng)其它部分影響較大，即為關(guān)鍵線路。表1列出部分關(guān)鍵線路及受 其斷開(kāi)影響最大線路的λ^和Yijtl
[0026] 表1關(guān)鍵線路及其參數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 、分析系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行與擾動(dòng)后的潮流分布，包括各支路的有功潮 流、無(wú)功潮流、節(jié)點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷、各節(jié)點(diǎn)的電壓和它們之間的電壓相角差； 2) 、計(jì)算所述評(píng)估體系中各評(píng)估因子，包括預(yù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子和網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因 子； 3) 、根據(jù)設(shè)定的因子等級(jí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在 于，所述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子中包括：有功風(fēng)險(xiǎn)因子有功增量因子λ m電壓風(fēng)險(xiǎn)因子Kp電 壓增量因子Y m視在分析因子及網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征 在于，有功增量因子λ υ可以很直觀的反應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)受到擾動(dòng)后轉(zhuǎn)移潮流在各支路的分布情 況，能夠初步識(shí)別出因擾動(dòng)受到影響比較大的部分，λ u值越大，說(shuō)明該線路有功潮流受系 統(tǒng)擾動(dòng)影響越明顯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征 在于，電壓增量因子Yij可以很直觀的反應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)受到擾動(dòng)后各節(jié)點(diǎn)的電壓分布情況，能 夠初步識(shí)別出因擾動(dòng)受到影響比較大的部分，Y υ值越大，說(shuō)明該線路兩端電壓受系統(tǒng)擾動(dòng) 影響越明顯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征 在于，有功風(fēng)險(xiǎn)因子直接反應(yīng)擾動(dòng)后輸電線路承載風(fēng)險(xiǎn)，值越大，說(shuō)明該線路運(yùn)行時(shí) 潮流越限風(fēng)險(xiǎn)越大。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，電壓風(fēng) 險(xiǎn)因子Ku直接反應(yīng)擾動(dòng)后輸電線路電壓穩(wěn)定情況，K u值越大，說(shuō)明該線路運(yùn)行時(shí)電壓失穩(wěn) 風(fēng)險(xiǎn)越大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在 于，視在分析因子表達(dá)式選取類(lèi)似于視在功率表達(dá)式：ω1}=^'+2Κ?；，綜合了有功風(fēng)險(xiǎn)因 子和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子，最大值應(yīng)為1，越接近1，說(shuō)明當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，相應(yīng)線路越脆 弱，越容易出現(xiàn)問(wèn)題。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在 于，網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子Wu則是通過(guò)對(duì)有功增量因子λ m電壓增量因子Υ υ及視在分 析因子設(shè)定不同的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重系數(shù)：'^」=31入1」+32^+3 3〇^，權(quán)重系數(shù)31、32、33根據(jù)系統(tǒng)風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估的側(cè)重點(diǎn)不同進(jìn)行選取。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在 于，根據(jù)設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子等級(jí)對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分級(jí)。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104376506SQ201410654245
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】李振興, 孫曉偉, 張濤, 左倩, 李振華, 邱立, 趙平 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)