基于μPMU的智能配电网预想故障集组合筛选方法

智能配电网预想故障集筛选是系统安全态势评估的重要基础。为了全面精准感知智能配电网的安全风险，引入具有实时性、同步性、准确性和量测数据全面性的微型同步相量测量单元（μPMU），提出一种基于其高密集采样数据的融合类内与类间距离的加权K-means聚类方法（KICIC）和云理论的预想故障集组合筛选排序方法。首先遍历智能配电网各节点发生各故障类型的场景构建故障数据集；然后采用KICIC算法进行故障数据集聚类分析，进而基于云模型的云数字特征客观量化评估故障类严重度不确定性的危害并输出预想故障集；最后算例结果表明：融合KICIC聚类和云模型的预想故障集组合筛选排序方法从数据挖掘层面实现高风险预想故障集的可靠筛选。     

考虑网络结构和运行状态的电网脆弱线路辨识

在电网连锁故障分析中,辨识出故障传播过程中的关键脆弱线路具有重要意义。计及电网拓扑结构和实时运行状态2个方面,构建包含电气介数、功率系数、负载率偏移量和电压偏移率在内的指标体系;基于熵权法建立脆弱线路的评估模型,综合有功和无功、局部和全局2方面实现对电网线路脆弱度的全面评价。通过仿真算例对系统的所有线路进行脆弱度排序,结果表明所提指标克服了已有指标无法兼顾电网拓扑结构实时和运行状态的缺陷,评估模型实际有效。     

计及运行风险与韧性的综合能源系统薄弱环节辨识

能源转型大环境下,综合能源系统得到了快速发展,多能流耦合的运行模式增加了运行的复杂性。当出现随机因素扰动时,综合能源系统的安全稳定运行会遇到威胁。针对这一问题,文中提出了综合考虑运行风险与韧性的综合能源系统薄弱环节辨识方法。首先,引入了基于半不变量法的电-热-气耦合综合能源系统概率多能流计算模型,基于概率多能流提出正常运行情况下的运行风险评估指标和评估方法。然后,针对极端灾害下的故障,从鲁棒性角度提出运行韧性评估指标。最后,综合考虑源荷随机变化和随机故障的不确定性扰动,提出风险-韧性双维度综合指标,判断综合能源系统的薄弱点。算例分析表明,所提计及风险和韧性的薄弱点辨别评估方法可以量化分析综合能源系统的薄弱环节,验证了所提方法的有效性。     

考虑电网多节点暂降的故障线路严重度评估

针对现有暂降域分析方法的不足,提出一种新的故障线路严重度评估方法。基于故障点法,定义平均电压幅值、遭受不同深度暂降的节点数等指标,用以描述故障点的严重度。通过熵权法确定各指标权重,计算各故障点综合严重度系数。将位于同一线路的故障点综合严重度系数取均值,作为该线路的综合严重度系数,进而得到考虑多个敏感负荷节点暂降的故障线路严重度排序。仿真算例表明,所提方法能定量评估故障点和线路对关心节点造成的暂降严重度,为进一步采取暂降减缓措施提供参考依据。     

一种三级协调的配电网预想故障筛选与排序方法

为了提高配电网预想故障集筛选和排序的快速性、准确性,文章以配电网历史故障数据和运行数据为基础,提出一种三级协调的配电网预想故障筛选与排序方法。采用层次云理论计算故障情况下电压、短路电流、有功功率、无功功率损耗和功率因数之间的权重关系,并通过预处理构建支路参数筛选指标,对预想故障集进行预筛选以缩小故障筛选范围。利用π型支路模型,提出基于同步相量测量装置(Phasor Measurement Unit, PMU)的负荷裕度筛选指标和基于PMU的电压稳定排序指标,实现对严重故障的快速筛选与排序。实例分析表明：该方法能全面、准确、高效地实现系统预想故障集筛选与排序。     

基于相对熵组合赋权法的继电保护定值在线校核顺序研究

为了使继电保护定值在线校核更高效合理,提出了按照保护综合重要度对继电保护定值进行顺序校核。针对现有保护重要度评估中存在评估角度单一的问题,文中综合保护所处网络位置关键程度和保护故障后果严重程度2个角度,构建了保护综合重要度评估模型。首先利用支路有功潮流介数,提出支路重要度指标,以量化评估保护所处支路的关键程度;然后利用保护事故链模型结合风险理论提出保护故障严重度指标,以量化评估保护故障连锁的风险后果;最后提出保护配合度指标,以量化评价保护所处位置的拓扑结构脆弱性。为弥补单一赋权法的局限性,通过相对熵组合赋权法求出各指标权重,进而得到保护综合重要度指标,并以综合重要度排序进行保护定值在线顺序校核。与已有的方法比较,该方法更为全面地评估了保护的重要度,以此确定的保护定值校核顺序更具参考意义。仿真算例验证了该方法的正确性、全面性。     

基于负荷转移系数的电气介数在电网结构脆弱性评估方法中的应用*

电网的脆弱性问题,作为电网安全问题的深入和扩展,具有重大的研究价值。基于负荷转移系数的电气介数计算方法,考虑"发电机-负荷"节点注入功率对线路潮流的影响,提出了反映当前运行方式下网架参数和运行参数的结构脆弱性评估模型及指标。该模型考虑了无功功率对支路电流的影响,以实际输出的功率作为负荷转移系数的权重,使评估结果更加精确。最后以IEEE 39节点系统为测试算例,求解各节点的结构脆弱性指标并进行排序,对排序靠前的节点分别采用随机攻击和蓄意攻击的连锁连锁故障方式,通过分析在遭受攻击后系统最大连通域的变化,验证了所提评估模型的有效性与优越性。     

基于混合法的电网连锁故障评估模型

综合解析法和随机模拟法,提出了基于混合法的电网连锁故障评估模型。应用Markov空间理论建立了计及主保护和远后备保护作用的故障切除概率模型,从而将基于预想事故行为指标和同心松弛法快速筛选出的预想线路故障集划分为不同的初始故障状态,确定出初始故障集;根据实时运行条件下的发电机、线路、负荷的可靠性模型模拟相应的后续故障;基于风险理论定义了连锁故障路径严重度指标,以此评估出系统中的薄弱环节。算例结果验证了该模型的合理性和有效性。     

计及源-荷功率波动性的静态电压稳定故障快速筛选和排序方法

为有效分析新能源发电与负荷的随机波动下设备故障对电压稳定性的影响,基于局部电压稳定指标(L指标)提出了一种计及源-荷功率波动性的静态电压稳定故障快速筛选和排序方法。首先,推导了L指标及其变量的全微分方程,进而给出了系统网络拓扑结构和节点注入功率变化时L指标的线性化计算公式;其次,选取基准运行方式进行潮流计算获得初始状态值,并提出采用带校正的线性化方法计算各预想事故下的L指标进而筛选得到严重故障集;然后,结合新能源与负荷功率曲线值与基准运行点的偏差,计算严重故障集内的L指标并进行故障的时段排序;最后,综合比较时序分析结果得到最终的故障排序。算例结果验证了所提方法的可行性和有效性,与现有方法相比可以在保证故障排序结果准确度前提下显著提升计算效率,对含新能源电力系统静态电压稳定故障快速筛选和排序具有一定参考和借鉴意义。     

基于加权分布熵的配电网电动汽车并网运行风险分析

针对电动汽车负荷接入配电网的运行风险分析问题,提出带有放大系数的损失严重度;以分布熵来量度配电网状态变量分布不确定性引起的风险,利用损失严重度对分布熵进行加权以建立加权分布熵,基于加权分布熵建立了电压风险指标和潮流风险指标;以元件重要度对加权分布熵进行加权求和来评估网络的电压风险和潮流风险,并综合2类风险建立了配电网运行风险综合评估指标。最后,以接入风电和光伏的改进IEEE 33节点配电系统为例,通过动态概率潮流仿真计算分析了加权分布熵相对于传统风险指标的优越性以及运行风险综合评估指标的合理性,并研究了运行风险随电动汽车负荷的接入位置和容量的变化情况,从而验证了所提指标和模型的有效性。     

基于最小累积风险度的电网等风险检修决策

从电网风险均衡角度出发,提出一种基于最小累积风险度的电网等风险检修决策模型。以电网检修引起的计划性失负荷量和故障引起的非计划性失负荷量的综合作为电网风险衡量标准,以电网风险在检修周期各时段接近相等为目标建立电网等风险检修模型;提出电网故障发生的概率及失负荷量的计算方法,并通过风险追踪方法确定电网当前运行方式下各待检修设备对电网风险的贡献程度,由大到小排序确定待检修设备决策序列;采用基于最小累积风险度的启发式方法求解模型,依次确定各设备的检修时段。算例表明,所提模型不仅实现了电网风险均衡的目标,并且能使检修周期内的电网总风险较小。     

增量配售电公司评价方法研究

随着增量配电改革在我国快速推进,增量配售电公司作为新的一类市场主体正在不断涌现。为了有效评估增量配售电公司的运营成效,首次从配电网运营效率、供电质量、客户服务水平、信誉水平、经营绩效和发展潜力6个维度,建立了一套综合评价指标体系。同时,为避免人为主观因素对评价结果的影响,提出了综合赋权法确定指标权重。该评价方法可对增量配售电公司运营情况进行定量综合评价,从而为增量配售电公司的投资运营决策提供支撑,为增量配电改革向高质量方向发展提供保障。算例结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的电网节点综合脆弱性评估

针对电网脆弱节点辨识存在的评估指标片面、不同评价方法偏差较大的问题,从系统固有拓扑结构、电网当前安全运行水平以及预想故障冲击影响三方面出发,构建电网脆弱性节点评估指标体系。该体系基于系统对脆弱度的需求层次,衍生出改进节点韧性度、节点电气介数、节点能量裕度、改进潮流分布熵及最小失负荷百分比等相关指标,综合考虑电网结构抗毁性、节点抗干扰能力、节点退出运行后系统潮流分布及系统自我调节后仍无法避免负荷削减时的状况。提出基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的综合评估模型对节点脆弱度进行评估。IEEE39节点系统算例证明了所提指标体系与评价方法的合理性和有效性。     

基于G1-CRITIC-云物元法的风电集群有功控制策略综合评价

为全面衡量风电集群有功控制效果、合理筛选控制方法使其综合性能最优,提出基于G1-CRITIC-云物元法的风电集群有功控制策略综合评价方法。首先,从安全稳定性、经济性、利用水平3个方面构建评价指标体系;其次,基于G1-CRITIC法对指标进行权重分配;最后,引入云物元理论实现评价等级边界的模糊化并计算控制策略的综合等级隶属度,有效提升评价结果的合理性与准确性。案例分析验证了所提方法的有效性。     

基于态势感知的智能配电网运行状态评估

围绕智能配电网的态势感知关键技术,综合考虑安全性、供电可靠性和经济性,提出了基于态势感知的智能配电网运行状态综合评估方法。研究基于量测系统的态势要素采集方案,对配电网运行状态进行实时评估和态势理解,进而基于负荷的超短期预测进行态势预测,并建立了配电网运行状态评估指标体系,从不同层次、不同角度反映系统当前与未来时刻的运行状态以及故障发生后系统所面临的风险,并通过IEEE 33节点配电系统对所提出的方法进行验证。结果表明,该方法可准确反映配网的运行状态,判断系统态势发展的趋势,为配电网安全运行提供一定参考。     

考虑电力二次系统影响的智能配电网综合可靠性评估方法

智能配电网可靠性分析包括一次系统和二次系统2个方面。文中根据配电网保护、故障区段定位和网络自动重构等二次系统的功能特点,提出一种考虑电力二次系统的智能配电网综合可靠性量化评估新方法。首先,根据配电网网架结构建立未考虑电力二次系统影响的智能配电网一次系统可靠性计算模型。在此基础上,根据区域集中式保护的动作特征和容错性能,建立了保护系统整体可靠性模型和区域保护在开关元件处的等效可靠性模型。然后,在开关元件处建立考虑电力二次系统影响的综合可靠性模型,实现对智能配电网各区域与各节点的综合可靠性评估。最后,通过比较可靠性指标验证了所提方法的有效性。     

电力系统故障录波装置性能评价体系的建立

电力系统故障录波装置是确保电网安全运行的关键设备,其性能检测与评价方法对于确保产品的科学选型和质量改进非常重要。文章依据DL/T 663-1999标准,在多年设备检测工作的基础上,提出了较为全面和量化的电力系统故障录波装置性能评价体系。整个评价体系分为评价模型确定、设备评测、评价结果分析3个环节,其中评价模型的确定又分为评价指标选取、权重初定、试算、模型优化、最终确定5个步骤。该评价体系能够直观全面地对设备性能进行量化评价,为设计部门和运行单位的设备选型及保护安全运行提供了技术依据和保证。应用实践证明了文中所述方法的可行性和有效性。     

基于层次分析法的配电网运行方式多目标优化

配电网运行方式在正常运行、检修和故障3种不同状态下需要重点解决各自不同的问题,分别需要不同的优化目标进行运行方式优化计算。基于层次分析方法综合评估配电网设备运行状态、技术性和经济性,建立层次分析模型,并通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵获得正常运行、故障、检修3种状态下的综合评价指标,将其应用于配电网3种不同状态下的运行方式优化目标。提出了一种多目标的配电网运行方式优化计算方法,以改进的IEEE 69节点配电网为算例,通过遗传算法进行优化计算验证了指标和算法的可行性。     

计及风电置信风险的源网协调多目标优化调度

为了更为合理灵活地评估风电高估/低估给电力系统优化调度带来的风险性以及降低调度决策的保守性,基于风电机会约束提出风电高估/低估置信风险功率偏差量化计算方法,并在决策变量中引入变压器变比调节和无功补偿容量优化,构建计及风电置信风险和源网协调运行的经济/风险多目标优化调度模型。提出一种基于可行性和非劣性综合排序回溯搜索算法,从而实现对调度模型的高效准确求解。IEEE 30节点系统算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

计及输电线路舞动预测的电网短期风险评估

为了准备评估覆冰舞动环境下电网的短期运行风险,保障输电线路的正常运维,提出了一种计及输电线路舞动预测的电网短期风险评估方法。定量地抓住决定事故风险程度的两个因素:故障可能性指标和后果严重度指标,从整体层面把握舞动对电网短期运行风险的影响。其中可能性指标通过BP神经网络预测舞动概率值和通过频次法划分的舞动分区图综合计算得到,后果严重度指标根据输电线路故障断开后的支路过载和母线电压越限指标计算得到。以河南电网的历史舞动数据进行算例分析,结果表明所提方法能有效评估电网的短期运行风险评估,舞动预警和电网风险评估结果可以为电网调度和线路运维人员提供决策支撑,及早调整运行方式或者进行防舞作业,降低舞动对电网安全运行的影响。