[發明專利]一種電力系統災后恢復能力的評估方法

有效

• 申請號: 201810485797.7
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108631306B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 別朝紅;張寒;卞藝衡;李更豐;林雁翎;馬慧遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網北京市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張弘

1.一種電力系統災后恢復能力的評估方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

明確電力系統受損情況、獲得系統恢復方案；

模擬線路的修復過程，利用時序蒙特卡洛仿真對故障線路運行狀態進行時序采樣；

分析系統狀態，進行基于直流最優潮流的系統最小切負荷計算；

計算恢復能力評價指標、繪制恢復過程曲線；

線路修復過程仿真具體為：

用BPR函數來建立災后搶修隊伍的路程時間模型；其路程時間表達式為：

t＝t₀[1+α(V/C)^β]

式中，t₀為正常狀況下的自由行駛時間，V為道路交通流量，C為道路實際通行能力，α為回歸系數，β為修正系數；V/C的值在0.8～1.2中均勻分布；

單個故障點的修復時間服從指數分布，修復時間為：

t_repair＝-t_mttr·ln(u)

t_mttr是線路在災害環境下的修復時間，設為小時，u為在0～1上均勻分布的隨機數；

當某條輸電線路上的所有故障都被清除時，該線路的運行狀態設為1，表示該線路正常投入工作狀態。

2.根據權利要求1所述的一種電力系統災后恢復能力的評估方法，其特征在于，在災害結束后立即獲得故障點的位置、故障元件的類型、電網拓撲結構以及電網的地理信息，在此基礎上得到設備修復和系統負荷恢復方案。

3.根據權利要求1所述的一種電力系統災后恢復能力的評估方法，其特征在于，災后電力系統狀態分析方法為：

結合元件狀態，通過潮流計算進行電力系統運行狀態分析；如果出現發電機出力不足或線路潮流越線情況，進行系統最小切負荷計算；

首先判斷線路是否停運，若有線路停運，則進入解列分析模塊；若無線路停運，則輸出結果；

分析系統是否解列，若系統解列，則在各個孤島內進行功率潮流分析，統計各孤島內的失負荷量，累加各孤島的負荷損失量得到本次的失負荷量；如果沒有解列，則進入潮流分析模塊；具體流程如下：

災害環境下對系統進行潮流計算；

(a)系統潮流收斂，但是變量超出平衡節點調節范圍時或線路傳輸容量約束的不等式約束范圍，靈活調節系統各機組出力情況：統計非平衡機且未達到最大出力上限的機組集合ng，將負荷-出力不平衡量按機組出力比例分配到ng中各臺機組，將調整后出力越限的機組出力限制到最大值，并更新ng；重復計算直至潮流收斂，當計算次數超過指定的調節次數上限時，進行基于最優潮流的最小切負荷分析；

(b)系統潮流不收斂，總負荷超過系統發電機最大出力之和調節，進行最小切負荷優化計算；否則按照步驟(a)中的流程處理；

0≤P≤P^max

0≤D≤D^max

PTDF·(P-D)≥F

式中i是節點的編號，D是節點的負荷功率向量，P是節點的發電機注入功率向量，N是節點總數，D^max是各節點的負荷需求向量，P^max是各發電機的最大發電量向量，PTDF是功率分布因子矩陣，是線路潮流容量上限向量，F是線路潮流容量下限向量；p_i和d_i分別是各節點的注入功率和負荷功率，是決策變量；該狀態校正模型的目標函數是系統總的失負荷量最小。

4.根據權利要求1所述的一種電力系統災后恢復能力的評估方法，其特征在于，恢復能力評價指標為：

響應能力方面

a.從災害結束時刻(t_ed)到負荷開始恢復時刻(t_sl)的時間長度，即LEDSR，表示系統處于災后最嚴重故障狀態的時間長度；

b.負荷恢復開始一小時后的負荷恢復比例RLRO

L_1h,i是母線i在t_sl一小時后恢復的負荷大小；Nb是系統母線數量，是母線i上的實際負荷需求，L_eb,i是母線i上的災后實際失負荷量；

c.從t_ed到系統恢復到指定比例的時間長度，用t_sp表示；

恢復效率方面

從系統負荷平均恢復速度、系統負荷恢復效率、重要負荷恢復效率三個方面進行了評估：

t_re是系統負荷恢復結束時間，母線i上的負荷根據負荷重要度被分為ni類，p_ij是時刻t_sl母線i上負荷j的失負荷量，p_ij(t)是母線i上負荷j的實時失負荷量，從式中可以觀察到，ARSS本質上是系統恢復避免的負荷損失與不進行恢復造成的最大損失之間的比例：

w_ij是母線i上負荷j的負荷重要度因子；

p_id是時刻t_sl母線i上重要負荷的失負荷量，p_i(t)是母線i上重要負荷的實時失負荷量；

恢復經濟性方面

c_ij是母線i上負荷j單位時間內的停電經濟損失，C_rep是系統恢復過程的總經濟成本。