采用瞬时概率的运行可靠性短期评估

提出运行可靠性短期评估的概念和算法,基于元件实时可靠性模型研究运行状态对系统可靠性的影响,基于马尔柯夫过程的瞬时状态概率进行系统状态预测和评估,研究系统在当前运行状态下的短期可靠性水平。通过分析与算例表明,系统短期与长期的可靠性存在不同,基于瞬时概率进行评估才能表征系统短期的可靠性水平。进一步综合考虑系统状态的可能性与严重性,定义了指标精度。按照概率大小进行系统状态选择,按照指标精度进行状态截止,并研究了状态截止精度随预测时间的变化关系,表明短期评估只需选择少量系统状态就能满足较高的评估精度,具备在线应用的前景,通过算例IEEE-RTS进行了验证。     

综合能源系统运行可靠性评估评述Ⅰ:模型驱动法

综合能源系统运行可靠性更加关注系统在实时运行条件下的时变可靠性。对综合能源系统进行运行可靠性评估,不仅能实时反映系统运行状态,还能在考虑多重运行不确定性因素的前提下对未来短时段内的系统运行风险进行预测。综合能源系统涉及多个能源环节,存在不同供能子系统间的耦合问题,影响运行可靠性的因素极为复杂多样。为了规避短期运行风险,提升系统的安全性与可靠性,综合能源系统运行可靠性的建模及评估工作具有重要意义。该文首先对基于模型驱动的综合能源系统设备运行可靠性建模的研究现状进行阐述与总结;然后,从系统状态生成与选取、系统状态分析与评估、可靠性指标建立与计算三方面详细介绍了模型驱动的综合能源系统运行可靠性评估的研究现状;最后,系统归纳了现有研究存在的不足,以便后续研究进行参考和改进。     

计及天气预测的电力系统运行可靠性短期评估

多变的天气环境和电气量等运行条件会对电力系统短期运行的可靠性产生重要的影响。研究了计及天气预测的电力系统运行可靠性短期评估。建立了基于支持向量机的天气预测模型,并将其与元件短期可靠性模型相结合,以反映气温、风速、天气状况、元件服役时间、负荷水平等运行条件的影响;拓展了短期可靠性指标,并开发了相应的评估算法;通过短期可靠性评估实现了系统薄弱环节定位。对修正的IEEE RTS-79系统的算例分析表明所提模型和算法是合理有效的。该方案可应用到短期运行规划和在线调度领域,为规划和运行人员的科学决策提供必要的决策依据和技术支持。     

计及天气预测的电力系统运行可靠性短期评估

多变的天气环境和电气量等运行条件会对电力系统短期运行的可靠性产生重要的影响.研究了计及天气预测的电力系统运行可靠性短期评估.建立了基于支持向量机的天气预测模型,并将其与元件短期可靠性模型相结合,以反映气温、风速、天气状况、元件服役时间、负荷水平等运行条件的影响;拓展了短期可靠性指标,并开发了相应的评估算法;通过短期可靠性评估实现了系统薄弱环节定位.对修正的IEEE RTS-79系统的算例分析表明所提模型和算法是合理有效的.该方案可应用到短期运行规划和在线调度领域,为规划和运行人员的科学决策提供必要的决策依据和技术支持.     

基于LSSVM的电-气区域综合能源系统短期可靠性评估

电-气区域综合能源系统电、气相互影响，一方面使得模型驱动的单一能源系统可靠性评估方法不再适用;另一方面由于天然气的引入，导致其短期可靠性评估计算开销大。为综合解决这两个问题，提出用机理模型结果训练最小二乘支持向量机（LSSVM），由LSSVM在线评估短期可靠性的方法。首先，建立元件可靠性模型，提出基于系统等效节点模型的故障后果分析方法。在此基础上，构建基于蒙特卡洛模拟的模型驱动短期可靠性评估方法，获得训练样本。然后，构建LSSVM回归模型，通过离线训练，得到系统状态与短期可靠性指标间映射的LSSVM模型，实现系统短期可靠性实时评估。最后，电-气区域综合能源算例系统测试验证了所提方法的准确性和快速性。     

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。     

综合能源系统运行可靠性评估综述及展望

研究综合能源系统的运行可靠性评估对规避综合能源系统的短期风险、保障其安全稳定运行具有重要价值。考虑系统运行状态、实时运行环境等因素的影响,分析综合能源系统在当前状态下未来短期内的可靠性水平,通过给出实时的运行可靠性指标为系统的运行调度提供决策支持。首先介绍综合能源系统的发展背景及意义、运行可靠性评估的概念及必要性;然后从运行可靠性评估建模、模型驱动以及数据驱动的运行可靠性评估方法3个方面,对国内外研究现状进行梳理,并分析归纳当前综合能源系统运行可靠性评估研究所面临的亟需解决的问题;最后针对问题,提出模型-数据混合驱动的综合能源系统运行可靠性评估思路,并对未来的研究方向进行展望。     

配电系统短期可靠性评估方案

现有配电系统可靠性评估大多基于长期历史数据的平均可靠性,缺少对配电系统短期可靠性快速评估的模型及方法。针对配电网具体元件特点及短期内元件状态,提出一种配电系统短期可靠性评估方案,分别由基于失负荷的配电系统短期可靠性指标,基于改进条件相依的元件短期停运率模型以及基于前推故障扩散算法的配电系统短期可靠性评估分析方法。通过仿真分析,说明所定义的短期可靠性指标的实用性以及评估算法的有效性,为配电系统的短期现场运行提供理论基础与调度指导。     

基于实时运行状态的电力系统运行可靠性评估

提出了运行可靠性的概念及其评估算法,评估电力系统在实时运行状态下的安全可靠性水平.该算法分析了线路潮流、母线电压、系统频率等实时运行条件对元件停运概率的影响,建立了基于实时运行条件的元件可靠性模型,并考虑了机组的运行方式、负荷的实时变化、网络结构的变化等实时运行条件对故障后果分析的影响.应用该算法对某一简单电力系统在不同运行状态下的可靠性进行了评估,结果表明实时运行条件对系统可靠性水平有显著影响,所提算法能够如实反映系统实时运行的可靠性水平.     

基于SCADA和支持向量回归的风电机组状态在线评估方法

为提高风电机组并网运行的实时可靠性、优化机组维修策略、降低风力发电成本,有必要充分考虑风电机组各部件或子系统之间的相互作用和耦合关系。利用数据挖掘技术,建立了一个针对风电机组整体运行状态的在线评估模型。首先,分析了数据采集与监控(SCADA)报警系统的不足,提出了基于回归预测模型和SCADA报警系统相配合的鲁棒性更强的在线评估方案;其次,对评估方案中的回归预测模型进行了详细说明,建立了以SCADA系统的部分监测项目为输入量、以风电机组有功功率为输出量的基于支持向量回归(SVR)算法的回归预测模型。最后,利用某风电场的实测数据对所提出的在线评估模型进行了验证,结果证明了此方法的可行性。     

基于实时测量系统的电网运行可靠性评估系统

基于实时测量系统的电网运行可靠性评估系统可以根据电力系统运行状态的变化,给出实时计算结果,并能评估不同运行方式和未来检修方式的可靠性,提高了电网运行可靠性的分析水平。文章概述了当前电力系统可靠性评估的发展现状,阐述了基于实时测量系统的可靠性评估系统的整体架构设计,分析了系统基本功能和实施方案,并着重讨论了系统算法和用户接口的设计。应用本系统对实际电网数据进行了评估,结果表明算法能如实反应系统可靠性水平,对系统的可靠性水平有显著作用。     

输电线路运行可靠性预测

提高电力系统可靠性评估的准确度是改善电网安全运行的关键之一,元件可靠性计算又是系统可靠性评估的基石.传统的元件可靠性采用统计模型,无法表征元件实时状态;而考虑潮流、电压、天气等运行条件影响的元件分析模型,又受到数据来源的限制.综合前2类模型的特点,基于支持向量机和灰色预测技术,根据元件运行时间、输电线路所在区域的污秽等级和落雷密度,提出了2种实用的输电线路运行可靠性预测模型.采用2种预测模型对华东电网500 kV线路可靠性预测的结果表明,文中提出的预测模型较为真实地反映了元件的运行可靠性水平.     

基于灰云证据推理规则的电力推进船舶电能质量在线评估

为评估和提高电力推进船舶电网的可靠性,优化其运行策略,提出了一种基于灰云聚类和证据推理相结合的电能质量在线评估方法。首先应用改进的群层次分析法与变权理论得到指标权重,利用灰云聚类模型将评价指标转化成对应评估等级的基本信度分布。随后根据历史信息利用改进冲突度量方法衡量指标的可靠程度。最后通过证据推理规则对经可靠度和权重修正后的时域与空域指标进行信息融合,从而得到系统实时的评估结果。仿真分析表明,该方法能够准确地反映船舶电网实时的运行状态,具有较强的抗干扰能力。     

电网调控实时数据平台体系架构及关键技术研究与应用

一体化运行的互联大电网对现有调度自动化系统实时数据的全局性和实时性等提出了新的挑战,文中提出了电网调控实时数据平台体系架构和建设目标原则。在此基础上,研究了电网模型在线同步、分布式数据汇集与处理、大规模并行状态估计、实时数据统一服务等关键技术,实现了基于模型自动同步免维护下的全网实时数据单点采集、全网共享。研发的电网调控实时数据平台在国分调控中心试点建设,应用结果表明,所提技术方案提高了实时数据汇集的全局性、实时性和运维效率,能够为电网分析决策应用提供全面、实时、准确的全网实时数据和状态估计数据断面。     

小规模电网安全稳定实时控制系统研制与应用

分析了稳定控制系统策略的三种实现方式的优缺点,提出了在小规模电网开展在线实时稳定控制系统研究应用的需求。介绍了基于超实时仿真算法的在线实时稳定控制系统的实现方案,包括硬件结构、软件结构和关键技术指标。阐述了系统涉及的关键技术问题,包括超实时仿真算法、稳控决策、高速实时通信方案以及多种决策方式的协调方案。该系统在独立局域电网和企业自备电网的应用,验证了其工程实用性。最后,展望了在大规模电网推广在线实时稳定控制系统的研究方向。     

基于梯度提升决策树静态电压稳定裕度评估

随着特高压直流输电的发展,电网负荷集中地区无功缺乏的问题日益突出,系统电压稳定与无功功率密切相关,有必要研究电压稳定裕度的在线监测问题,以期为无功补偿装置的协调配合提供参考。基于PMU提供的数据资源,提出一种基于梯度提升决策树的电压稳定裕度在线监测方法,该方法分为离线运行点数据库的建立以及实时评估两部分。通过模拟负荷的变化,求解最优潮流模型,得到各个发电机出力状态以及对应的电压稳定裕度从而形成离线运行点数据库,并在线下对梯度提升决策树进行训练,在线做出电压稳定裕度的评估。实验结果表明,所提方法对裕度的预测准确度高于基于支持向量机回归模型,且时间可以满足实时性的要求。在测量不确定性场景下,当信噪比大于40dB时,所提方法应对噪声干扰具有较强的鲁棒性。并且基于梯度提升决策树的特征选择能力,可以为PMU的布点提供一定依据,从而实现系统可靠性和经济性的平衡。     

Instability prediction of the inter-connected power grids based on rotor angle measurement

The online detection and prediction of the unstable conditions for interconnect power grids are important tasks to avoid blackout. The increasing installation of phasor measurement units (PMUs) in power systems and the development of the wide-area measurement systems (WAMS) make it possible to analyze the system dynamics using a large amount of real-time synchronous data. This paper proposes a rotor angle measurement based application for online out-of-step monitoring and predicting of the interconnected power systems. An improved Prony analysis method is presented to determine whether and when a power oscillation will lead to power system instability. The accuracy and reliability of the model free dynamic prediction are obtained by adopting an energy-like weight coefficient approximation of the decomposed signals. The self-adaptive resampling of the data and the changeable time-window are designed to make the method suitable for both transient instability and oscillation instability conditions. The effectiveness of the proposed scheme is verified on three test power systems.