[發明專利]一種基于隨機集理論的電力系統運行風險評估方法

有效

• 申請號: 201710476279.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107069721B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 梁劍;擺存曦;張爽;劉寶柱;侯贊;李旭濤;張漢花;劉剛;白濤
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網寧夏電力公司電力科學研究院;國網寧夏電力公司石嘴山供電公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱琨

本發明屬于電力系統風險評估技術領域，尤其涉及一種基于隨機集理論的電力系統運行風險評估方法，包括：根據電力系統歷史數據的收集及對未來短時系統運行狀況的預測，對各個影響因素進行分類量化，將每個變量表示為隨機集形式；用蒙特卡洛法對每個變量的隨機集焦元進行抽樣，從而生成各類不確定因素影響下的系統運行狀態；通過區間潮流計算，以判斷是否存在支路潮流過載或節點電壓越限，并對系統進行矯正，以消除支路潮流和電壓越限；計算元件級和系統級運行風險指標，輸出系統的運行風險指標，評估系統短時風險水平。本發明能夠解決和處理風險評估中的不確定信息，綜合反映不確定性因素對風險指標的影響及具體的概率分布情況。

技術領域

本發明屬于電力系統風險評估技術領域，尤其涉及一種基于隨機集理論的電力系統運行風險評估方法。

背景技術

電力系統的根本任務是盡可能經濟且可靠地將電力供給各用戶，安全、經濟、優質、可靠是對電力系統的根本要求。但是，現代電力系統規模的擴大、復雜程度的提高與電力市場的發展，尤其是近年來國內外大停電事故頻繁發生，使得電力系統的運行風險問題日益突出。因此，研究先進的運行風險概率評估理論、模型和算法，實現電力系統運行可靠性的動態識別和安全風險預警，已成為迫切需要解決的前沿性課題。

電力系統規劃和運行中，N-1可靠性準則已經被電力工業界廣為接受。在所研究的整個規劃時段內，認為元件的可靠性模型和參數保持不變，從概率均值角度揭示電網的長期平均可靠性水平。傳統電力系統風險評估是利用系統拓撲結構和元件可靠性參數，采用解析法或蒙特卡洛模擬法評估系統各項風險指標。蒙特卡洛模擬法與解析法的不同之處僅在于系統失效狀態的選擇方法和風險指標的計算方式不同，確定元件停運模型的過程和失效狀態后果分析評估的過程是相同的。

然而，上述分析主要是立足于常規規劃的角度開展風險評估工作。風險評估模型和算法適用于較長時間段。人們逐漸認識到故障發生和負荷變化等不確定性因素帶來的影響，元件原始參數的數值及其概率分布可能由于統計資料不足、統計誤差及對電網未來運行環境預測不足等因素而具有不確定性。傳統的評估方法將各個原始參數取為期望值，從而得出的可靠性指標也為期望值，而期望值只是反映其概率屬性的一種數字特征。為使評估結果能更準確地反映系統的實際運行情況，應充分考慮參數不確定性的影響，從概率分布視角對系統風險進行深刻描述。有的文章提出了靈敏度分析法考察參數不確定性對可靠性指標的影響，該方法的不足之處在于每次計算只能分析局部參數變化對可靠性指標的影響。還有文章將在一定范圍內變化的可靠性參數用區間數進行處理，只需要一次計算即可求解反映多個參數變化影響的區間可靠性指標。但區間分析方法只能給出指標的一個區間范圍，不能反映指標的概率分布情況。而且與傳統風險評估相比，運行風險評估的時間周期通常是小時、天、周，且更加重視運行中電壓偏移、線路有功功率越限、失負荷等指標情況。運行風險評估就是要決定各個不確定量隨機變化時，輸出指標在哪個范圍內變化，并求得其保持在該范圍內的概率大小。

發明內容

針對電力系統中故障特征和運行信息的不確定性，本發明提出了一種基于隨機集理論的電力系統運行風險評估方法，具體包括：

步驟1、根據電力系統歷史數據的收集及對未來短時系統運行狀況的預測，對各個影響因素進行分類量化，將每個變量表示為隨機集形式，即多個焦元區間和對應的基本概率分配；

步驟2、用蒙特卡洛法對每個變量的隨機集焦元進行抽樣，從而生成各類不確定因素影響下的系統運行狀態；

步驟3、通過區間潮流計算，以判斷是否存在支路潮流過載或節點電壓越限，若是，則通過最優潮流模型對系統進行矯正，以消除支路潮流和電壓越限；

步驟4、計算元件級和系統級運行風險指標，包括支路潮流過載、節點電壓偏移和失負荷相關指標；

步驟5、輸出系統的運行風險指標，評估系統短時風險水平。

所述變量包括描述電網元件參數和節點負荷信息。