基于模糊专家系统的输电线路分段冰风荷载等效停运率模型

输电线路通常跨度较大,针对一条输电线路在同一时间不同区段可能处于不同冰冻风险等级的状况,引入串联网络模型,先对线路分段,考虑外界条件对停运率的影响,然后再整合,得到整条线路的等效停运率。考虑到气象预测误差和电力系统运行的不确定性对线路停运率计算的影响,建立基于模糊专家系统的线路非解析可靠性模型,将分段等效模型中停运率与主要外界影响因素之间的确定性关系模糊化,选择合适的模糊集、隶属度函数和模糊规则来弥补预测数据不准确带来的缺陷。以IEEE RBTS系统为例,预先设定线路各段所处的天气状况、地形状况和系统运行状态,求解特定工况下线路条件相依的综合停运率。计算结果表明,分段等效模型能够更加准确、合理地反映天气状况和系统状态的变化对线路综合停运率的影响,为评估线路运行风险和电力系统运行可靠性提供了基础。     

考虑负荷重分配攻击的电力系统运行可靠性评估

负荷重分配(load redistribution, LR)攻击对线路的实时停运模型和最优负荷削减模型均会产生影响。现有研究忽略LR攻击对线路实时停运模型的影响,因此无法准确反映LR攻击下的电力系统运行风险。为此,分析了LR攻击原理,建立了考虑LR攻击对线路实时停运和系统最优负荷削减双重影响的运行可靠性模型。并提出了考虑LR攻击双重影响的电力系统运行可靠性评估方法。以IEEE14节点修改系统为例进行算例分析。算例结果表明：LR攻击对系统运行人员的调度行为会产生较大影响,LR攻击下运行人员非最优调度引起的负荷削减量与攻击资源数目有关;LR攻击可能导致部分线路的实时停运概率增加,从而使得系统实时运行可靠性降低。该研究能为信息物理融合电力系统的规划设计和调度运行提供参考。     

条件相依的输变电设备短期可靠性模型

输变电设备中长期规划可靠性预测中,变压器和输电线路的可靠性模型常采用恒定的稳态不可用率,然而由于设备的短期停运概率与预测时间和运行条件相关,这种模型并不适用于设备的短期可靠性预测。该文建立了条件相依的输变电设备短期可靠性模型,该模型由温度相依的老化失效模型、天气相依的偶然失效模型和电流相依的过负荷保护动作模型3部分构成。模型定量考虑了历史及未来的天气状况、环境温度、风速、风向、日照热量、负荷水平、服役时间等条件对变压器和输电线路短期可靠性的影响。算例详细计算不同运行条件下变压器的停运概率,分析不同时期影响变压器停运的关键因素。结果表明模型能够正确反映运行条件的变化,是合理有效的。该模型可应用于变压器和输电线路的运行风险评估和电力系统运行可靠性评估,帮助调度人员在短期运行规划和在线运行中做出合理的决策。     

双回平行输电线路可靠性模型

双回平行输电线路在大电力系统中使用越来越多。为了便于在大电网可靠性评估中计及这种线路各种停运模式的影响，本文运用马尔可夫随机过程理论导出了一种较现有方法更为完整的双回平行输电线路可靠性评估统一模型。该模型可以计及独立停运、相关停运和共同模式停运，并可考虑各种修复方式对双回平行输电线路运行可靠性的影响。算例分析验证了本文提出的模型及算法良好的适应性和有效性。     

计及老化线路电流承载能力退化特性的电力系统连锁故障分析

长期老化效应导致输电线路的电流承载能力退化以及老化失效风险增大,会使连锁故障风险进一步恶化。研究了输电线路老化对电力系统连锁故障的影响。首先,基于热平衡理论建立了输电线路老化相依的电流承载能力计算模型,阐述了电流承载能力与输电线路运行年龄的数值对应关系。在此基础上,综合考虑实时潮流和输电线路的老化效应,建立了包含实时潮流、运行年限、停运概率的三维映射关系,改良了输电线路动态停运概率模型。然后,通过引入概率阈值参数,建立一种改进的基于停运概率模型的连锁故障路径搜索准则,以连锁故障演化过程中的最大概率耦合事件为导向,在过滤低概率连锁故障路径的同时筛选代表性故障路径。最后,在改进的IEEE 39节点系统上进行了实例研究。算例结果证明,考虑线路老化效应后,由单线路意外事件触发的连锁故障事件增多,概率增大,其对应路径阶数增大,系统连锁故障风险明显升高,表明输电线路老化效应与连锁故障后果之间存在显著相关性。     

特高压输电线路污闪和风偏风险实时评估与预警

特高压输电线路跨越距离长,易受不同气象条件的影响,实现特高压输电线路在不同气象条件下的电气可靠性实时评估与预警对保障电力系统稳定可靠运行具有重要意义。分析了输电线路污闪和风偏闪络的机理,将气象数据引入特高压输电线路电气可靠性实时评估与预警中,结合未来1~72h数值天气预报的结果,建立了基于气象参数的特高压输电线路污闪、风偏风险实时评估与预警模型,预测特高压输电线路在不同气象条件下的污闪和风偏闪络电压,进而得到特高压输电线路在不同气象条件下的污闪和风偏闪络的风险等级,实现评估与预警。     

线路实时可靠性模型参数对电网运行可靠性评估的影响

运行可靠性概念和评估理论建立了基于实时运行条件的元件可靠性模型,综合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运行可靠性的影响。文章在此基础上提出了元件实时可靠性模型的建模原则,并给出了线路的双曲函数模型,详细分析了线路实时可靠性模型参数的变化对模型本身及评估结果的影响,包括线路停运概率统计值、线路潮流越限阈值、线路额定容量等参数变化带来的影响,并进一步提出了实际工程中线路实时可靠性模型参数的选取方法。     

基于模糊专家系统的输电线路非解析可靠性模型

输电线路故障被认为是致使电网连锁故障发展的主要因素,因此,考虑系统运行状况及线路运行环境评估输电线路的可靠性水平,是准确评估电力系统运行可靠性的基础。通过计算p-值对影响线路故障率的因素进行重要度排序,并筛选出了重要因素。在此基础上,建立基于模糊专家系统的线路非解析可靠性模型。该模型结合专家的知识和经验选择合适的模糊集、隶属度函数和模糊规则,考虑各影响因素对线路故障率的综合影响,弥补了历史数据不完善带来的缺陷。通过IEEE RTS算例,分析不同天气和系统状态下,线路故障率的变化情况。计算结果表明,线路非解析可靠性模型能够正确反映天气状况和系统状态的变化,为评估线路运行风险和电力系统运行可靠性提供了基础。     

基于分离模型的双回平行输电线路可靠性评估

提出了基于分离模型的考虑独立停运、共因停运和相关停运的双回平行输电线路可靠性评估模型,解决了传统的评估模型计算量大等缺点,在电力系统中双回路使用越来越多的情况下,使可靠性评估计及其他停运模型的影响成为可能。该模型可以很容易地计及不同的停运模型,采用交集的概念计算系统的失效概率和等效故障率,并分析不同停运模型对系统故障率的影响,算例分析验证了分离模型的有效性。     

输电线路停运时间模型及其在可靠性评估中的应用

传统的输电线路停运时间模型忽视了输电线路停运时间受外部环境和设备内部参数等因素的共同影响,致使评估结果与电网实际可靠性水平存在较大误差.针对这一不足,提出了计及地形、天气和杆塔参数的输电线路停运时间模型.该模型将输电线路抢修作业拆分成5个主要环节并分别统计各环节作业基准时间,采用综合影响因子表征各因素对各环节作业时间的...     

考虑电网载荷均衡度及N -1安全约束的防灾经济调度

极端气象灾害的日益频发,给电网安全稳定运行带来了极大的威胁。传统电力系统的经济调度方法为了追求发电成本的经济性而忽略了电网载荷分布状况,在恶劣天气条件下重载或是满载线路的停运都可能引发电力系统连锁故障大停电事故。为此,提出了一种恶劣天气条件下考虑电网载荷均衡度及安全约束的防灾经济调度方法。该方法在传统经济调度模型的基础上,综合考虑全网和恶劣天气影响区域输电线路载荷的状况,通过降低全网输电线路载荷率的平均绝对偏差以及恶劣天气下区域输电线路载荷率,改善电网的载荷均衡度,并提高系统的运行安全。为保证调度模型在恶劣天气条件下的鲁棒性及求解高效性,基于支路开断分布因子以及校验添加再校验思想,提出了一种新的安全约束动态校核及添加方法。最后,基于现有的考虑隐性故障的连锁故障仿真模型,提出了在台风灾害下电力系统防灾经济调度策略的可靠性评估方法。IEEE RTS-79系统的仿真结果表明,相比于传统经济调度方法,所提出的防灾经济调度方法能够有效地提高电网载荷均衡度,改善恶劣天气条件下电力系统的停电分布,并可提高系统运行安全性及可靠性。     

输电线路工频参数影响因素的量化研究

输电线路参数的准确性对于系统的正常运行、计算及保护整定等起着至关重要的作用,为此分析了诸多影响线路参数准确性的因素,并将这些因素量化到计算公式中。计算一条220 kV线路修正前后相关参数的结果表明,考虑这些因素影响后的计算结果更接近于实际运行状况或实测值。由此得出以下结论:多回运行线路间的磁场作用会使线路阻抗值变大;不同的土壤类型及湿度、温度等环境因素会影响土壤电阻率值,进而影响零序阻抗值;在长距离线路中,将考虑弧垂的地面平均高度作为导线对地高度来计算零序电容会大大减小与实测值的误差。     

计及运行工况的风电机组停运模型

根据风电机组停运的特点,把其分为电磁系统和机械系统。考虑电网运行工况对风机停运的影响建立了基于电网电压和频率的电磁系统的故障率模型;考虑天气对风机停运的影响建立了基于风速的机械系统的故障率模型,综合上述两方面,得到计及运行工况的风电机组故障率模型。在Matlab中对某1.5 MW风机进行仿真,给出了不同运行工况下风电机组的故障率。此模型能够反映电网运行条件和外界风速对风电机组故障率的影响,能够如实表征风电机组实时运行的安全可靠性水平。     

计及需求侧响应日前-日内两阶段鲁棒备用优化

为增强电力系统应对不确定性因素的能力,提高电网运行效率,提出一种计及需求侧响应日前—日内两阶段鲁棒备用优化模型。一方面,在模型中协同优化价格型与激励型需求侧响应提高电网运行的灵活性;另一方面,综合考虑风电出力不确定性与电力设备N-k强迫停运,增强电力系统应对不确定性因素的鲁棒性。基于鲁棒模型对系统运行备用进行优化,最小化电网在最恶劣运行场景下的调整成本,保证电网的安全可靠运行,并采用列和约束生成算法对两阶段三层优化问题进行求解。修改的6节点系统与IEEE RTS-79测试系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,综合考虑多重不确定性因素进行备用优化,可以提升电网应对极端运行场景的能力;同时,需求侧响应的实施可以大大提高电网运行的灵活性。其中,激励型需求侧响应通过直接控制负荷,对于增强电网运行鲁棒性的作用更加明显;而电价型需求侧响应在要求保障负荷供电的场景下更为适用。     

基于多新息最小二乘算法的电力线路参数辨识

随着电力系统的建设和发展,电网结构日益复杂,由于线路长期运行、周围环境变化等原因导致原有的线路参数模型与实际线路参数存在偏差,从而影响电力系统的实时监控和优化运行。考虑到电力系统输电线路中的数据采集与监控(SCADA)系统量测充足,提出基于多新息最小二乘(MILS)算法的线路参数辨识模型,实现全网线路的准确辨识和校正。首先,利用实时数字仿真(RTDS)系统搭建IEEE 39节点电力系统仿真模型,获得潮流运行数据;然后,在Matlab中进行参数辨识,将辨识结果与RTDS中的线路参数进行对比。结果表明,基于MILS算法的参数辨识结果具有较高估计精度,可作为电力系统可疑线路判断依据。     

计及气象因素的输电线路维修风险分析

输电线路的失效率受气象因素影响较大,有必要在线路维修期间的系统风险评估中考虑气象因素对系统可靠性的影响,从而优化维修计划。为此建立了输电线路多年月平均失效统计模型,提出了考虑气象因素基于期望缺供电量指标的输电线路维修风险分析方法,可对不同输电线路维修期内的系统风险水平进行量化计算与比较,可为维修计划的安排提供参考。