[發明專利]一種考慮兩重故障概率特性的電網風險及薄弱環節評估方法

有效

• 申請號: 201610028535.9
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105719062B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 王建學;田春箏;周錕;王圓圓;周玉龍;趙天輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網河南省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種考慮兩重故障概率特性的電網風險及薄弱環節評估方法，首先從電力系統規劃部門獲得系統基本技術數據、系統運行約束條件數據、元件可靠性數據；然后計算系統的基礎潮流分布情況；根據N?1情況的切負荷量和系統N?1故障狀態發生的概率，以及N?2情況的切負荷量和系統N?2故障狀態發生的近似概率，計算各發電機或輸電設備對系統功率不足期望值EPNS的風險參與因子；對風險參與因子進行排序，若某元件的風險參與因子越大則該元件在電網中越薄弱，屬于電網的薄弱環節。本發明由于考慮了兩重故障和概率信息，計算結果更為精確，更具有參考價值；本發明可以在保證系統概率指標一定精確度的同時，大大減少計算資源消耗，縮短計算時間。

技術領域

本發明屬于電網規劃技術領域，涉及一種考慮概率性和兩重故障的電網風險及薄弱環節評估方法。

背景技術

電力系統規劃階段，評估電網安全性最典型的方法即為N-1靜態安全分析。該準則要求在電力系統中任意斷開一個元件后，系統仍能保持安全運行，即N-1準則。這類方法目前被廣泛應用到電力系統的規劃、設計、運行等環節。然而，多次發生的嚴重停電事故促使人們意識到電力工業多年采用的N-1準則，已不足以保持電力系統合理的風險水平。

N-1準則評估方法存在兩個主要問題：1)沒有對網絡中元件進行概率建模，只能提供故障引起的后果，卻無法提供該故障事件的概率信息，隨著電網規劃所面臨著的不確定性因素越來越多，在解決不確定性的問題方面難以獲得較好的效果。2)再者，N-1準則是單一元件故障準則，在當前復雜的網絡系統中，系統的發生嚴重事故往往是多重故障造成的，這種情形N-1準則無法考慮。

為了解決傳統N-1準則的上述兩個問題，出現了基于風險理論的電力系統風險評估方法。與以往方法相比，風險評估能將事故發生的概率與產生后果(如經濟損失等)的嚴重程度相結合，對系統的風險性和效益進行統籌考慮，將系統的經濟安全指標進行量化。然而，為了獲得準確的系統指標，就必須要進行大量的蒙特卡洛抽樣，這導致了計算資源消耗大，計算耗時長的問題。尤其是應用在實際電力系統中，計算時間往往需要幾十個小時，大大限制了其應用。

發明內容

為克服現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種計算結果較為準確，節省計算時間并能給出電網風險水平和薄弱環節，為規劃人員提供參考的電力系統評估方法。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種考慮兩重故障概率特性的電網風險及薄弱環節評估方法，包括以下步驟：

步驟1：從電力系統規劃部門獲得系統基本技術數據、系統運行約束條件數據、元件可靠性數據；

系統基本技術數據包括節點數據、傳輸線數據、變壓器數據、負荷數據以及發電機數據；

系統運行約束條件包括各發電機組出力上下限值、無功源無功出力上下限值、節點電壓上下限值以及支路潮流上下限值；

元件可靠性數據包括元件i的強迫停運率FOR_i；

步驟2：計算系統的基礎潮流分布情況；

步驟3：考慮N-1情況：在步驟2中基礎潮流分布情況基礎上逐個無故障斷開發電機、線路、變壓器中單一元件后進行潮流計算，檢查電網網架結構變化前后線路和變壓器的功率越限情況；如果產生了功率越限或者潮流不收斂的情況，則采用最優潮流模型進行切負荷，記錄切負荷量，并計算系統N-1故障狀態發生的概率；

步驟4：考慮N-2情況：在步驟2中潮流分布情況基礎上逐次無故障斷開發電機、線路、變壓器中任意兩個元件之后再進行潮流計算，檢查電網網架結構變化前后線路和變壓器的功率越限情況；如果產生了功率越限或者潮流不收斂的情況，則采用最優潮流模型進行切負荷，記錄切負荷量，并計算系統N-2故障狀態發生的近似概率；