电力系统安全预警评估指标及其应用

电力系统运行状态的转换直接关系到系统安全性能分析及调度操作策略,在系统状态转移之前分析状态转移的可能性以及对系统造成的危害程度,对电力系统的安全稳定有着重要的意义.文中在基于风险理论的预警评估指标体系基础上,提出了对电力系统运行状态进行定量风险分析的安全预警评估指标,对状态变化的风险做出预警,也可为电力系统的低电压预防、过负荷预防、系统电压失稳预防的决策提供支持.以上海电网84节点的仿真分析表明了其可行性和实用性.     

基于电力系统风险评估的灾害预警量化算法

提出一种基于电力系统风险评估的灾害预警量化算法。该算法首先根据电力系统元件的历史故障数据和天气数据计算电力系统的事故发生概率;其后通过效用函数进行评价,构建事故后果严重度模型;然后根据事故发生概率和事故后果严重度模型计算风险指标;最后基于风险指标集和由指标标度法确定的指标权重,算得综合风险评估值,并对该综合评价指标值与各等级电网安全风险的取值范围进行比较以确定电力系统当前的安全风险等级,从而达到预警目的。     

大电网四级梯度预警预控方法的工程实践

采取综合防御措施来避免大电网停电事故的发生受到越来越多电网运行人员和研究者的重视。现有的预警和预防性控制系统更多地关注电网运行实时在线的安全稳定分析和事故防范,然而从电网运行环节的全过程出发将能更好地实现综合防御的思想。四级梯度预警预控方法正是将系统工程的思想应用于电网运行生产过程的四个重要环节,针对各自的特点开展预警分析和预防性控制。介绍了大电网四级梯度预警预控方法在河南电网的工程实践情况,主要包括系统的功能实现、创新性的技术应用和应用中的思考与启示,为大电网预警预控系统未来的发展提供了借鉴和参考。     

基于风险的电力系统低电压安全预警

分析了电力市场环境下传统的电力系统电压安全评估方法的缺点,提出了基于风险的电力系统低电压安全预警。该方法充分考虑了事故发生的可能性和事故发生对系统电压造成的后果,综合得出了系统的低电压风险值,根据该风险值对系统的电压安全情况进行了分级预警。IEEE30节点的仿真算例说明了该方法的有效性。     

电力市场环境下电网最大输电能力概率优化决策

最大输电能力(TTC)是电力系统的重要指标,也是电力市场交易的重要参考。在计及电网不同区域负荷概率不确定性及不同区域输电能力相互制约关系的基础上,统筹考虑输电网当前状态及预想事故状态下输电能力决策间的相关性,以输电综合成本期望值最小化为目标,以预想事故发生前后电网运行条件为约束,建立电网最大输电能力的概率优化决策一般模型,该模型将电网有功调度决策与不同区域负荷具体的概率不确定性紧密结合并统筹电网预想事故发生前后的输电能力决策。为保证计算的可行性及效率,通过将优化决策一般模型转化为双层线性规划模型进行迭代求解,得到电网不同负荷区域在运行状态下满足风险收益概率均衡的最大输电能力决策结果。以RBTS-6节点及IEEE-RTS79系统为例进行测试分析,论证所提模型的有效性。     

基于事故链的电力系统连锁故障风险模糊综合评估方法

分析目前电力系统连锁故障方法研究的不足,从预防大停电事故的角度,提出基于事故链的电力系统连锁故障风险模糊综合评估方法。该方法根据安全科学中"事故链"的概念,建立连锁故障的事故链模型,根据事故链影响因素的量化评估值计算发生概率,并采用严重度指标从系统暂态安全的角度评估事故链的后果。应用模糊综合评估方法对事故链的风险进行评估和等级划分,并给出风险等级的释义和相应的预防控制指导方案。最后,以IEEE 39节点系统和某地区实际电网为例,从定量反映系统风险水平和为大停电事故的预防和控制提供决策依据方面,验证了该方法的有效性和实用性。     

基于光伏有功备用的电网预防-紧急协调控制方法

高比例光伏接入电网降低了电力系统的有功备用容量,导致电网的紧急控制能力不足.令光伏发电系统主动参与电网紧急控制是缓解该问题的途径之一.本文提出了基于光伏有功备用的电网预防-紧急协调控制思想,综合考虑电力系统运行风险、光伏有功备用成本、紧急控制成本,构建了电网预防-紧急控制协调控制指标,并建立了基于光伏有功备用的预防-紧急协调控制优化模型,通过引入协调因子优化故障发生前后的控制力度,在故障发生前通过光伏发电系统出力削减运行留出有功备用容量,在故障发生后利用光伏的有功备用和必要的切机/切负荷手段对故障进行紧急控制.基于改进IEEE39节点的仿真结果证明了所提优化模型的有效性.     

高占比新能源电网节点停电风险预测

现代电力系统互联互通互供有效实现了不同地区能源余缺互补,提高了新能源消纳能力,也使得电网可靠运行日益艰难。结合数据驱动方法,采用基于发电机和负荷节点间的节点连通度指标对高占比新能源电网节点进行停电风险预测,利用该指标随系统运行压力上升不断下降的特点,在系统运行压力上升但未造成节点失负荷时即可进行预警,使运行人员了解系统各负荷节点风险。该指标采用数据驱动方法,通过对历史数据回归分析、节点负荷实时量测、系统拓扑结构信息进行计算获得。有效规避了传统风险指标计算规模随系统增大急剧上升的问题,将IEEE-118节点系统改造为符合新疆地区特点的算例系统进行仿真计算,验证了所提出风险预测指标的有效性。     

电网安全预警及保障决策支持系统的开发与实现

安全预警和决策支持是保障电网安全运行的重要手段,是未来智能调度技术的必备要求.基于IEC61970标准的电网安全预警及保障决策支持系统通过建立起一个系统级的电网安全稳定分析和预警的检测体系,实时自动跟踪系统当时的运行状态,发现电网中的各类安全隐患;然后,根据系统处于不同的状态,辨识电网的安全风险等级,给出不同的校正控制...     

计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策

在电网优化调度与控制决策过程中,其运行的经济性与可靠性往往存在着不一致。为统筹二者之间的关系,构建了计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策模型。该模型从风险的角度,以电网期望运行净收益最大化为目标,以机组出力、电网节点失负荷量为决策量,在满足所有预想事故发生前后状态对应约束集下实现模型求解。该模型将电网运行风险评估理论与电网运行决策进行融合,丰富和发展了电网运行风险决策理论。通过算例分析验证,论证了所提模型的合理性和有效性。     

电力系统静态安全混合控制方法

提出一种将预防控制和校正控制相协调的电力系统静态安全混合控制方法。预防控制模块中,利用风险指标确定进入预防控制模块的预想故障集,该风险指标考虑了预想故障发生的概率及其严重性,采用连续线性规划技术求解考虑多预想故障的静态安全预防控制策略。校正控制模块中,首先判断系统静态安全裕度是否满足要求,并考虑风电/光伏的随机波动特性,针对不安全故障分别制定校正控制策略。所提方法通过系统风险指标协调预防控制和校正控制中考虑的预想故障集,从而将预防控制和校正控制相互协调,以获得安全性和经济性均满足系统需求的静态安全控制策略。以我国某682节点系统的算例验证了所提方法的有效性。     

考虑风电接入的在线风险评估和预防控制

随着风电渗透率日趋提高,大规模风电的接入对电网静态电压安全的影响也逐渐增强,风电出力分钟级的显著变化将导致电网运行状态的频繁波动,甚至出现静态电压失稳的可能。为应对该问题,提出考虑大规模风电接入的在线电网静态电压安全风险指标,并搭建基于此风险指标的预防控制模型以降低系统运行风险,提高系统稳定运行裕度。IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统验证了所提风险指标和预防控制模型的有效性。     

电网安全评价的指标体系与方法

提出了一套较完整的电网安全评价指标体系,包括电网的安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、风险指标5大类。该指标体系能够科学、全面地反映电网的安全水平,为电网安全应急技术措施的制定提供量化依据。改进了传统安全评价指标和方法,提出了系统N-K故障后失元件个数、最大供电区域指标、基于效用理论的过负荷、低电压、电压崩溃、功角失稳风险指标。该指标系统能够方便地对电网安全进行计算和分析,为电网的规划改造和安全生产运行提供了实用的辅助工具。最后以某电网为例,说明了所提指标体系的合理性和软件的实用性。     

基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。     

市场条件下电力系统暂态安全风险评估

介绍了基于风险的安全性评估方法基本原理以及电力系统运行中所受扰动的概率模型。从风险的角度将电力系统受到大扰动后的暂态安全风险划分为暂态失稳风险和暂态稳定风险2个方面,建立了市场条件下系统暂态失稳和稳定给发电方、输电方以及用户造成损失的后果模型,并从发电方、输电方、用户以及整个系统4个方面提出了暂态安全风险指标。在此基础上将系统中的故障和继电保护不正确动作看作系统的风险,提出了一种计算线路发生故障,考虑主保护拒动远后备保护动作切除故障的电力系统暂态安全风险指标的方法。结合WSCC-9系统,说明了该方法的应用。     

含分布式固体电储热的电热联合系统安全评估及预防控制方法

由于分布式固体电储热(distributed solid electric thermal storage,DSETS)面临多种环境气温因素影响,对其实施能量平移调度时可能出现不受控情况,从而导致含DSETS的多能源系统运行面临安全风险.为解决该问题,提出一种含DSETS的电热联合系统安全评估及预防控制方法.首先,建立...     

基于电压风险的电力系统预防控制

文中针对电力系统的静态电压安全问题,提出了一种基于电压风险的电力系统评估与预防控制方法。该方法将风险理论引入电力系统,建立了系统电压风险指标,克服了传统的确定性方法的不足。用随机潮流和半不变量法分析了系统运行的不确定性以及造成的节点电压的不确定性。用严重度函数描述了节点电压波动的影响与后果;在此基础上,以节点电压波动的可能性与严重性的乘积作为节点电压的风险,袁征了系统的电压安全性。并采用优化潮流算法,通过对系统控制变量的优化,有效地减少了系统的节点电压风险,提高了系统运行的安全性。在测试系统中的应用效果表明了该算法的可行性。     

计及输电线路老化风险的电力系统快速预防控制模型

输电线路老化失效事故的发生,会导致线路停运,由此导致的潮流转移可能会造成其他正常线路过载,从而严重危害电力系统的安全稳定运行。因此,有必要深入研究输电线路老化对系统安全稳定的影响,并采取相应的预防控制措施以减小系统运行风险。基于风险理论给出了线路老化失效概率的计算方法,构建了一种连续可导的线路老化失效后系统的过载风险指标;进而建立了一种计及风险的电力系统快速预防控制模型。针对模型的特点,引入支路开断分布因子,以减少预防控制模型求解过程中优化变量和约束条件的数量,从而有效地提高了模型的求解效率。仿真算例验证了所提模型的有效性和高效性。