[發(fā)明專利]一種考慮不確定性影響的電力系統(tǒng)故障分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410506194.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104240039B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高山;陳躍彬;姚建國(guó);楊勝春;耿天翔;擺世彬;王珂;曾丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)公司;中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種考慮不確定性影響的電力系統(tǒng)故障分析方法，用于對(duì)各線路開(kāi)斷故障引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的可能性進(jìn)行靜態(tài)分析，屬于電力系統(tǒng)分析與調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)的靜態(tài)安全性分析是用來(lái)判斷系統(tǒng)對(duì)于一組預(yù)想事故集合，是否會(huì)出現(xiàn)線路過(guò)負(fù)荷或電壓越限，從而確定系統(tǒng)運(yùn)行是否安全。目前比較常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行要求是滿足N-1校驗(yàn)，但嚴(yán)格的N-1校驗(yàn)需要對(duì)全部線路進(jìn)行N次斷線分析，計(jì)算工作量很大。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)中有一些線路開(kāi)斷后并不會(huì)引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷，因此可以根據(jù)各線路開(kāi)斷后引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的可能性進(jìn)行故障排序，然后按照順序依次對(duì)過(guò)負(fù)荷可能性較大的線路進(jìn)行校驗(yàn)。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已提出了多種故障排序指標(biāo)和故障排序方法，但傳統(tǒng)的故障排序方法屬確定性分析方法，只能得到給定運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生故障后的節(jié)點(diǎn)電壓和支路功率的相關(guān)信息，潮流計(jì)算的結(jié)果是確定的。而在實(shí)際電網(wǎng)中，負(fù)荷波動(dòng)存在不確定性，而且近年來(lái)隨著間歇性能源的大力發(fā)展，大規(guī)模間歇性能源并網(wǎng)也會(huì)使電力系統(tǒng)的潮流分布發(fā)生變化，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行安全造成一定的影響。因此，在進(jìn)行靜態(tài)安全分析過(guò)程中，必須考慮負(fù)荷波動(dòng)和間歇性能源出力不確定性的影響。

當(dāng)考慮負(fù)荷波動(dòng)和間歇性能源出力不確定性時(shí)，線路的傳輸功率也會(huì)存在不確定性，預(yù)想事故的排序?qū)?huì)發(fā)生較大的變化，采用傳統(tǒng)的故障排序指標(biāo)進(jìn)行排序時(shí)，會(huì)造成較嚴(yán)重的遮蔽現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所采用故障行為指標(biāo)無(wú)法綜合考慮電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不確定因素的影響，從而導(dǎo)致遮蔽現(xiàn)象較嚴(yán)重的問(wèn)題，提供一種考慮不確定性影響的電力系統(tǒng)故障分析方法，提出了一種將電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)不確定因素對(duì)支路功率的影響和支路的負(fù)載率結(jié)合起來(lái)的故障行為指標(biāo)，可全面準(zhǔn)確地表征存在不確定性影響環(huán)境下的線路開(kāi)斷故障引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的可能性，從而為提高電力系統(tǒng)的安全可靠性提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

一種考慮不確定性影響的電力系統(tǒng)故障分析方法，用于對(duì)各線路開(kāi)斷故障引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的可能性進(jìn)行靜態(tài)分析，用故障行為指標(biāo)PI_k來(lái)表征所述電力系統(tǒng)中的第k條支路出現(xiàn)開(kāi)斷故障引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的可能性，故障行為指標(biāo)值越大，引起系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的可能性越大，故障行為指標(biāo)按照下式得到：

式中，表示所述第k條支路斷開(kāi)后，所述電力系統(tǒng)中負(fù)載率大于w的m條其它支路中的第l條支路的有功功率期望值；P_lmax表示所述第l條支路的傳輸容量；F(|P_kl|＞P_lmax)表示所述第l條支路的越線概率；w為預(yù)設(shè)的負(fù)載率閾值，其取值范圍為[0.5,1]。

上述故障行為指標(biāo)計(jì)算公式中的F(|P_kl|＞P_lmax)可利用各種現(xiàn)有方法得到，例如點(diǎn)估計(jì)法(參見(jiàn)文獻(xiàn)[楊歡,鄒斌.含相關(guān)性隨機(jī)變量的概率潮流三點(diǎn)估計(jì)法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,36(15):51-56])和拉丁超立方法(參見(jiàn)文獻(xiàn)[李俊芳,張步涵.基于進(jìn)化算法改進(jìn)拉丁超立方抽樣的概率潮流計(jì)算[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2011,31(25):90-96])。然而，以上方法均存在計(jì)算量巨大、實(shí)時(shí)性差的不足，為了降低計(jì)算復(fù)雜度，提高計(jì)算速度，本發(fā)明進(jìn)一步提出了以下進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案：

所述F(|P_kl|＞P_lmax)按照以下方法得到：

步驟1、用普通直流潮流計(jì)算方法算出所述電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下的潮流分布，得到當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣X、關(guān)聯(lián)矩陣A、支路功率與節(jié)點(diǎn)電壓相角的關(guān)系矩陣T、支路功率與節(jié)點(diǎn)注入功率的關(guān)系矩陣H；

步驟2、根據(jù)發(fā)電機(jī)組出力和負(fù)荷功率的期望值和方差，求出節(jié)點(diǎn)注入有功功率隨機(jī)變量的一階半不變量P⁽¹⁾和二階半不變量P⁽²⁾：設(shè)節(jié)點(diǎn)i的發(fā)電機(jī)注入有功功率的期望值和方差分別為u₁和負(fù)荷注入有功功率的期望值和方差分別為u₂和則節(jié)點(diǎn)i的注入有功功率的一階和二階半不變量分別為P_i⁽¹⁾＝u₁+u₂，