本發(fā)明屬于電網(wǎng)供電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于可靠性評(píng)估的單重線路故障負(fù)荷削減方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)可靠性是可靠性理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)可靠性是電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)量不間斷地向電力用戶供應(yīng)電力和電能量能力的度量。目前大電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)的工程應(yīng)用成果主要集中在充裕度研究領(lǐng)域，為了反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)可靠性，需要進(jìn)行安全性領(lǐng)域的探討。電力系統(tǒng)安全性分析的計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于充裕度，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)安全性問(wèn)題的研究都還處于起步和探索階段，系統(tǒng)建模、算法研究、指標(biāo)體系的建立和軟件實(shí)現(xiàn)等方面都還有很多工作需要開(kāi)展?，F(xiàn)在仍面臨著相當(dāng)大的困難，其中，計(jì)算復(fù)雜性問(wèn)題是目前進(jìn)行電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的最大障礙。
目前，在進(jìn)行電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估時(shí)，都在設(shè)法降低計(jì)算的復(fù)雜性，比如“以空間換時(shí)間”的思想，即通過(guò)合并相同系統(tǒng)狀態(tài)，采用存儲(chǔ)系統(tǒng)狀態(tài)和狀態(tài)評(píng)估結(jié)果的方法來(lái)減少需要評(píng)估的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)，減少計(jì)算量，但代價(jià)是需要占用大量的內(nèi)存。但僅減少需要評(píng)估的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)是不夠的，為了進(jìn)一步減少計(jì)算量，需要加速每一系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估的速度。在實(shí)踐中，對(duì)給定系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，最費(fèi)時(shí)的情況是出現(xiàn)在多個(gè)元件退出運(yùn)行導(dǎo)致潮流計(jì)算收斂困難的情況。一般而言，正常潮流計(jì)算和單重故障評(píng)估的速度是相對(duì)較快的，在保證在任意系統(tǒng)狀態(tài)下單重故障的潮流計(jì)算均收斂且在采取適當(dāng)?shù)陌l(fā)電機(jī)功率調(diào)整和切負(fù)荷措施后無(wú)元件過(guò)負(fù)荷發(fā)生的條件下，就能夠?qū)⒍嘀毓收显u(píng)估轉(zhuǎn)換為單重故障評(píng)估，這樣就可以極大地加速每一狀態(tài)的評(píng)估速度。
電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，元件是電力系統(tǒng)的最小單位，電力系統(tǒng)的主要元件包括變壓器、發(fā)電機(jī)、線路、電容電抗器等，其中線路是最主要的原件之一，線路發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致停運(yùn)狀態(tài)的出現(xiàn)，而這種狀態(tài)的出現(xiàn)是隨機(jī)的。因此，研究一種用于可靠性評(píng)估的單重線路故障負(fù)荷削減方法，對(duì)于電力系統(tǒng)的可靠性評(píng)估具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種能用于可靠性評(píng)估、且計(jì)算耗時(shí)少的單重發(fā)電機(jī)故障負(fù)荷削減方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種用于可靠性評(píng)估的單重線路故障負(fù)荷削減方法，包括以下步驟：
S1：判斷系統(tǒng)是否解列，如果是，則轉(zhuǎn)步驟S3執(zhí)行，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S2；
S2：進(jìn)行故障后潮流計(jì)算，并采取潮流靈敏度分析法調(diào)整發(fā)電機(jī)出力和切負(fù)荷，逐步降低開(kāi)斷線路的功率，直到故障后潮流計(jì)算收斂；
S3：對(duì)每個(gè)電氣島進(jìn)行不平衡功率調(diào)整，且保證其潮流計(jì)算收斂，并將電氣島狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)；
S4：輸出發(fā)電機(jī)調(diào)整量和切負(fù)荷量；
優(yōu)選的，所述步驟S2中潮流靈敏度S的定義為線路功率調(diào)整量△Pij與節(jié)點(diǎn)注入功率調(diào)整量△Pk的比值，即：
其中：K是注入功率變化的節(jié)點(diǎn)序號(hào)，θi和θj分別為節(jié)點(diǎn)i、j的相角，Xij為線路電抗。
優(yōu)選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法遵循總注入功率平衡原則，在指定增加注入功率的節(jié)點(diǎn)和增量的同時(shí)，指定減少注入功率的節(jié)點(diǎn)和減量。
優(yōu)選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法按照功率平衡原則確定節(jié)點(diǎn)對(duì)，功率調(diào)整量與潮流靈敏度的乘積必須小于 0。
優(yōu)選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法在功率調(diào)整過(guò)程中，優(yōu)先增加發(fā)電機(jī)出力，只有在系統(tǒng)無(wú)可加發(fā)電機(jī)出力或者提高發(fā)電機(jī)出力不滿足時(shí)才進(jìn)行切負(fù)荷。
優(yōu)選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法在功率調(diào)整過(guò)程中，將切負(fù)荷等效為增加節(jié)點(diǎn)注入功率，參與功率平衡調(diào)整，與減少發(fā)電機(jī)出力匹配。
優(yōu)選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法在功率調(diào)整過(guò)程中，平衡節(jié)點(diǎn)參與調(diào)整，潮流靈敏度為0。
優(yōu)選的，所述步驟S3中不平衡功率調(diào)整是采用所述潮流靈敏度分析法實(shí)施的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的益處在于：采用了潮流靈敏度分析方法進(jìn)行發(fā)電機(jī)出力和切負(fù)荷的調(diào)整，而不是就近調(diào)整、最優(yōu)調(diào)整或按比例調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)整到位不用迭代的目標(biāo)，減少計(jì)算量且節(jié)點(diǎn)注入功率調(diào)整量最??；確保每步調(diào)整潮流都收斂，就可以將多重線路故障轉(zhuǎn)換成單重線路故障進(jìn)行評(píng)估，加快了每一狀態(tài)的評(píng)估速度；對(duì)所有的解列電氣島均進(jìn)行潮流計(jì)算，且保證其收斂，并且在存儲(chǔ)時(shí)按照電氣島狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)，保證后續(xù)單重故障仍能進(jìn)行，切負(fù)荷的方案更為合理。
附圖說(shuō)明
圖1 為本發(fā)明用于可靠性評(píng)估的單重線路故障負(fù)荷削減方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種用于可靠性評(píng)估的單重線路故障負(fù)荷削減方法，包括以下步驟：
S1：判斷系統(tǒng)是否解列，如果是，則轉(zhuǎn)步驟S3執(zhí)行，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S2；
S2：進(jìn)行故障后潮流計(jì)算，并采取潮流靈敏度分析法調(diào)整發(fā)電機(jī)出力和切負(fù)荷，逐步降低開(kāi)斷線路的功率，直到故障后潮流計(jì)算收斂；
S3：對(duì)每個(gè)電氣島進(jìn)行不平衡功率調(diào)整，且保證其潮流計(jì)算收斂，并將電氣島狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)；
S4：輸出發(fā)電機(jī)調(diào)整量和切負(fù)荷量；
靈敏度指標(biāo)反映了設(shè)備參數(shù)的微小變化所引起的系統(tǒng)可靠性的改變程度及改變趨勢(shì)。本實(shí)施例中，潮流靈敏度S的定義為線路功率調(diào)整量△Pij與節(jié)點(diǎn)注入功率調(diào)整量△Pk的比值，即：
其中：K是注入功率變化的節(jié)點(diǎn)序號(hào)，θi和θj分別為節(jié)點(diǎn)i、j的相角，Xij為線路電抗。
如果需要調(diào)節(jié)某線路的功率，根據(jù)潮流靈敏度矩陣 S 可以直接計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入功率的調(diào)節(jié)量，由于潮流靈敏度矩陣 S 是常數(shù)矩陣，無(wú)論節(jié)點(diǎn)注入功率調(diào)節(jié)量多大，其調(diào)節(jié)效果與改變節(jié)點(diǎn)注入功率然后采用直流潮流計(jì)算結(jié)果相同。因此采用潮流靈敏度矩陣 S 進(jìn)行線路功率調(diào)整，既實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)整到位不用迭代的目標(biāo)，又保證了足夠的精度，而且可以根據(jù)潮流靈敏度的大小順序使節(jié)點(diǎn)注入功率調(diào)整量最小。
為了保證切負(fù)荷方案合理，利用潮流靈敏度分析法進(jìn)行負(fù)荷削減，必須遵循以下原則：
（1）總注入功率平衡原則。即指定增加注入功率（提高機(jī)組出力或切負(fù)荷）的節(jié)點(diǎn)和增量的同時(shí)，指定減少注入功率（減機(jī)組出力）的節(jié)點(diǎn)和減量。
（2）按照功率平衡原則確定節(jié)點(diǎn)對(duì)，功率調(diào)整量與潮流靈敏度的乘積必須小于 0，保證調(diào)整結(jié)果使線路功率降低。
（3）在功率調(diào)整過(guò)程中，優(yōu)先增加發(fā)電機(jī)出力。只有在系統(tǒng)無(wú)可加發(fā)電機(jī)出力或者提高發(fā)電機(jī)出力不滿足原則 2 時(shí)才進(jìn)行切負(fù)荷。
（4）將切負(fù)荷等效為增加節(jié)點(diǎn)注入功率，參與功率平衡調(diào)整，與減少發(fā)電機(jī)出力匹配。
（5）平衡節(jié)點(diǎn)參與調(diào)整，潮流靈敏度為0。平衡節(jié)點(diǎn)參與調(diào)整的原因在于平衡節(jié)點(diǎn)也是一特殊的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，如果所有節(jié)點(diǎn)的靈敏度均負(fù)或均正，平衡節(jié)點(diǎn)參與調(diào)整可以減少功率調(diào)整量。由于平衡節(jié)點(diǎn)還需要承擔(dān)平衡網(wǎng)損的作用，因此將其最大出力指定為其發(fā)電機(jī)最大出力的 80%。
本實(shí)施例中，不平衡功率調(diào)整也是采用潮流靈敏度分析法實(shí)施的，而潮流計(jì)算方法是一種公知的技術(shù)方法，在此不再贅述。
本發(fā)明采用潮流靈敏度分析方法進(jìn)行發(fā)電機(jī)出力和切負(fù)荷的調(diào)整，而不是就近調(diào)整、最優(yōu)調(diào)整或按比例調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)整到位不用迭代的目標(biāo)，減少計(jì)算量且節(jié)點(diǎn)注入功率調(diào)整量最??；確保每步調(diào)整潮流都收斂，就可以將多重線路故障轉(zhuǎn)換成單重線路故障進(jìn)行評(píng)估，加快了每一狀態(tài)的評(píng)估速度；對(duì)所有的解列電氣島均進(jìn)行潮流計(jì)算，且保證其收斂，并且在存儲(chǔ)時(shí)按照電氣島狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)，保證后續(xù)單重故障仍能進(jìn)行，切負(fù)荷的方案更為合理。