灾害天气下计及一二次设备耦合故障的电网短时风险评估

灾害天气下电网发生短时多重故障有可能超出保护系统预设的反应能力,一二次设备耦合影响将助推多重故障风险发展和蔓延。为此,提出了计及一二次设备耦合故障的短时风险评估方法。首先,分析了一次设备与二次设备之间的交互作用及其对电网短时运行风险的影响。其次,构建了一次设备和二次设备的故障概率模型,重点分析了一二次设备耦合故障引发保护拒动的概率。然后,结合保护系统对超预期故障的反应能力,提出了灾害天气下电网短时多重故障风险评估方法。最后,采用改造的IEEE39节点系统对所提方法进行测试。算例结果表明：受外界气象环境影响,保护系统缺陷暴露导致非期望动作使得电网多重故障风险更为严重;综合考虑灾害天气对一二次设备影响下的短时运行风险,对于发现和消除保护系统薄弱环节及制定电网降风险运行策略具有一定参考价值。     

面向台风气象的电网运行风险态势感知方法

台风灾害的频发导致电网大规模停电事故,给国民经济带来巨大损失,为评估电网应对台风天气的能力以及辨识电网在极端气象下的风险态势,基于态势感知技术,提出面向台风气象的电网运行风险态势感知方法,建立了台风下电网实时运行风险指标体系。首先,态势觉察阶段以台风气象数据、电网结构参数、地理数据构建风场模型;其次,在态势理解阶段提出基于时变风速的贝叶斯网络,建立考虑风速和断线故障导致潮流转移的电网时变风险传播模型,并采用拉丁超立方抽样的蒙特卡洛模拟法,通过最优直流潮流进行态势理解,然后提出态势呈现指标体系,以实现线路风险态势、负荷水平态势、电网韧性态势的呈现和预测。采用IEEE-RTS 79标准节点算例进行仿真,结果表明面向台风气象的电网运行风险态势感知方法及指标能够有效评估电网运行风险态势。     

考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系

输电线路在电力系统中承担着输送电力的重要任务,其故障特性具有随机性和模糊性,对电网安全运行具有重大影响。提出一种考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系,建立基于云模型的输电线路故障概率预测模型,由输电线路状态评估数据生成正态分布云滴,从而预测输电线路故障概率;基于效用理论构建一套包括广义负荷损失、潜在连锁故障、电压越限和系统稳定指数的电网综合风险评估指标体系,能够扫描电网运行薄弱环节。以实际电网为算例,验证了考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系的有效性和实用性。     

基于组合抽样的含分布式电源随机潮流计算

针对含分布式电源系统随机潮流计算中随机变量类型多的特点,提出基于组合抽样的蒙特卡罗模拟法,其根据随机因素的不同特点采用不同的抽样方法,并计及线路随机故障的影响。将随机因素作为随机变量建立概率分布模型;对连续概率分布的负荷及分布式电源出力采用拉丁超立方抽样,对离散概率分布的电源和线路随机故障采用结合拉丁超立方抽样的改进重要抽样方法,以减小方差,提高模拟计算效率;对系统随机变量进行抽样建模。通过对接有分布式电源的IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统的算例分析,表明了所提方法是有效的,并具有良好的收敛性。     

考虑连锁故障的覆冰灾害下输电线路脆弱性分析模型北大核心CSCD

虽然电网鲁棒性日益增强,但部分输电线路经过区域极易遭受覆冰灾害,导致该地区发生一次故障的概率大幅增加,而一次故障将会导致电网发生二次连锁故障。针对此问题,文中首先通过蒙特卡洛法判断覆冰灾害引发的输电线路一次故障脆弱性,然后通过自组织临界理论判断由一次故障引发的输电线路二次连锁故障脆弱性,从而建立综合考虑覆冰灾害和电网物理特性的输电线路脆弱性分析模型,以潜在事故链的形式展现了电网覆冰灾害下的故障演化进程,为运维人员甄别覆冰灾害下区域电网的输电线路薄弱环节提供重要决策依据。最后通过对IEEE-39节点电力系统实例进行仿真与分析,验证了所提出模型的可行性。     

三峡地区超高压输电线路气候特征简析与灾害性天气预报系统的实现

在系统收集整理三峡地区超高压输电线路沿线气象资料的基础上,从三峡地区超高压输电线路附近气候概况、对输电线路有影响的主要气象灾害等方面开展分析研究。在此基础上,设计建立三峡地区超高压输电线路灾害性天气实时监测预报系统,以提高线路故障气象分析评估水平及运行管理水平。     

基于电网故障与气象因果关联分析的系统风险控制决策

输电线路长期暴露于大气环境当中,易受雷电、台风、暴雨等灾害性天气影响而发生故障,故障原因不同电网的应对措施应有不同。研究了不同天气状况下输电线路故障的概率,提出了依据统计分析结论,在预报的气象状况下,对存在故障风险的线路集,对N-m故障风险进行评估,并以此为依据选择电网运行方式以降低系统风险、提高系统抵御恶劣自然灾害的能力。通过对南方沿海某地区的灾害性天气的分布特征进行统计分析,得到了灾害性天气在不同时间范围爆发的频度,使用RBTS系统进行测试,验证了该方法的可行性。     

考虑复杂天气风险源的电力系统可用输电能力评估

引入越限惩罚型变权熵理论,建立能够综合考虑雷电、降雨、风、气温、相对湿度等多种天气因素的复杂天气风险源模型,利用该模型计算相应的综合气象因子;基于电气设备的健康指数模型,提出天气风险源修正架空线路故障率的方法;采用非序贯蒙特卡罗仿真,对考虑复杂天气风险源的电力系统可用输电能力进行评估。采集我国南方沿海地区实际气象数据,并在IEEE 118节点系统进行仿真,结果表明所提方法是有效的。     

时空环境相依的电网故障模型及在电网可靠性 评估中的应用

传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型,难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性,气象灾害具有明显的季节性特征,因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时,需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型,拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素,特别是外部气象环境因素,以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型,并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 kV输电线路的故障数据进行了分析,对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明,不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异,验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。     

时空环境相依的电网故障模型及在电网可靠性评估中的应用

传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型,难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性,气象灾害具有明显的季节性特征,因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时,需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型,拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素,特别是外部气象环境因素,以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型,并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 k V输电线路的故障数据进行了分析,对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明,不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异,验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。     

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。     

基于气象信息的电网风险预警系统应用

研究基于气象信息的电网风险预警系统为电网运营商提供科学的电网运行决策参考.气象信息的可靠性、安全性与电网的安全运营及电力设备的安全运行密切相关,利用风险管理理论,综合考虑输电线路所处的气象环境因素及历史故障信息,研究并建立相应的预警系统.在深圳电网建立的电网气象风险预警系统（Grid Meteorological Risk Warning System,GMRWS）,初步实现了雷电分布、输电线路跳闸预警等功能,建立了气象信息与电网故障预警之间的关联性.随着基于气象信息的电网风险预警系统研究的不断深入,仅依靠经验估计极端天气条件下电网及设备运行风险程度的被动局面将被改变,为电网运营商在提供优质可靠电能的前提下,综合防灾、减灾方面也有了更先进的技术保障.     

自然灾害下高风险多重故障集快速生成方法

随着电力系统稳定特性日趋复杂、极端自然灾害频发以及社会对电能依赖程度的增长,迫切需要将停电防御框架向自然灾害预警拓展.提出一种自然灾害下高风险多重故障集快速生成方法,将高风险预想故障纳入在线安全分析.在兼顾多类型自然灾害和多地点电气设备空间-电气耦合特性的基础上计算群发故障和相继故障的组合概率,从网架结构脆弱性、电网状态脆弱性和电网事故风险3个维度进行故障后果评价,采用回溯算法实现自然灾害下高风险预想集快速筛选和生成.实际电网的案例分析验证了所提方法的有效性和实用性.     

湖南电网山火告警风险及故障时间间隔分布规律

输电线路故障规律的研究对电网的运行维护具有重要的实际意义。首先,利用湖南电网输电线路山火广域监测数据和输电线路故障数据,对输电线路山火告警风险和输电线路故障的时间丛集性特征开展了研究,发现了输电线路山火告警风险的"日告警数—频率"满足幂律关系,验证了包含所有触发因素的输电线路故障"时间间隔—频率"累积概率分布满足指数关系。然后,基于Fano因子和Allan因子发现了输电线路故障时间序列具有自相似性,分析并获得了山火、雷击、冰灾等不同故障原因的输电线路故障"时间间隔—频率"累积概率分布满足分段幂律关系,确定了输电线路故障存在两个时间尺度的动力学过程。最后,得到的研究成果可为输电线路山火告警风险和输电线路故障的预测预报提供理论依据。     

输电线路污闪跳闸概率计算方法

针对高压电网运行中绝缘子污闪风险概率评估的困难,提出了基于大气质量指数和微气象站信息的绝缘子附盐密度预测及污闪概率计算新方法。首先通过大气质量指数和微气象站信息分别获取区域中心位置的盐密和气象信息;然后基于该区域中心的气象信息和盐密数据通过支持向量机建立盐密预测模型;再根据其他绝缘子的气象信息,通过盐密预测模型计算出其他绝缘子的盐密值;最后通过恒定电压下绝缘子污闪概率模型计算输电线路的污闪概率,安徽电网220 kV输电线路的运行数据的计算结果验证了方法的正确性和有效性。     

含大规模风电的互联系统联络线随机功率波动幅值估计

随着我国特高压电网的快速发展,大区电网实现互联是未来发展趋势。然而在特高压电网建设初期,互联系统的电气联系较弱,互联系统的联络线功率波动限制了其输送能力。文中提出了一种考虑负荷与风电随机波动特性的联络线波动幅值计算方法。首先深入研究了联络线输送功率的波动原理,给出了基于电力系统频率响应特性的联络线功率波动机制,并研究了风电与负荷波动的概率分布特性,在此基础上,提出了基于改进拉丁超立方抽样的联络线功率波动幅值估算方法。通过华北—华中互联系统算例分析验证了文中所提算法的准确性和有效性。     

融合注意力机制的输电线路故障概率预测模型

输电线路运行环境恶劣,发生故障的概率和气象条件直接相关.由于目前极端气象条件在全世界范围内表现活跃,研究不同气象条件下输电线路发生故障的概率对提高电网运行稳定水平有重要意义.该文从分析气象相关输电线路典型故障的作用机理和统计特征出发,提出使用融合注意力机制的深度神经网络进行输电线路故障概率预测,使用停电数据对模型进行检...     

考虑融冰因素的输电线路覆冰故障概率计算

根据导线覆冰表面热平衡方程分析内外部融冰因素对导线冰载荷的影响,计及地形对冰载荷的影响以及覆冰引起导线等效半径增大对风载荷的影响,通过气象实测的降雨量、风速、风向、温度等信息以及电网运行信息、当前监测覆冰厚度等信息建立输电线覆冰厚度增长预测模型。从输电线路覆冰过载机理出发,构建覆冰故障概率计算框架,从力学角度分析覆冰厚度及风速对输电线路的共同作用,采用反映金属承载极限特性的指数模型计算输电线路故障概率。以实际线路为例验证了该模型计算得到的线路覆冰故障概率变化趋势与实际故障情况相符,能够充分验证覆冰故障率与实际天气的相关性。