计及污闪概率的输电线路运行风险评估理论与指标体系

针对目前高电压技术与输电线路运行可靠性研究相分离的现状,建立了考虑污闪影响的输电线路运行风险评估理论.首先基于一定工作电压下绝缘子的污闪概率模型及条件概率原理得出污闪下线路发生某种故障的概率;其次将污闪严重度定义为污闪电压越限严重度函数、污闪频率越限严重度函数和污闪过负荷严重度函数的加权和并得出系统污闪下各输电线路的运行风险值;最后依据输电线路的风险指标值进行排序,并利用模糊C均值分类法(fuzzy C-means,FCM)将输电线路分成三大类,分别对应着3个辅助决策(不计成本爬/扫/涂,针对性爬/扫/涂,可缓爬/扫/涂).通过WSCC-9电力系统经典模型算例,进行相关计算仿真,结果验证了该理论的正确性和有效性.     

考虑继电保护故障的输电线路风险评估体系

输电线路在电网中承担着输送和分配电能的作用,其发生故障会给电网运行带来巨大影响,该文提出了一种综合考虑输电线路本身以及线路保护的风险评估体系。利用牛顿同伦算法估计威布尔分布参数,构建继电保护故障率模型;采用效用函数从切负荷损失、线路过负荷损失以及电压越限损失3个指标出发构建严重度模型;利用风险定义计算考虑继电保护设备故障的输电线路的风险,扫描电网的薄弱环节,为制定差异化运维策略提供理论依据。最后以WSCC-9电力系统经典算例为例,进行相关计算仿真,验证了考虑输电线路保护故障特性的电网综合风险评估体系的有效性和实用性。     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估

为了对新能源并网系统进行更合理的规划建设,提高其运行安全性,提出计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估模型。在包含风光出力不确定性、负荷波动、线路和发电机实时状态的基础上,考虑风光联合出力及天气对线路停运率的影响,以便更准确地进行风险评估。在计及电压越限、电压崩溃、线路有功功率越限、系统失负荷的传统风险指标体系基础上,增加了弃风弃光和稳态频率越限风险指标,更全面地考量风险来源。引入涵盖上述指标的综合风险指标,结合层次分析法与熵权法计算各个指标权重,所得结果更客观。采用非序贯蒙特卡洛法抽取系统状态进行风险评估,以IEEE-14节点系统为例,定性分析了新能源接入位置和风光联合出力对系统运行风险的影响,验证所提出模型和方法,为今后以风、光为代表的新能源并网系统运行风险评估提供参考。     

大规模分布式光伏接入的配网风险评估及应对措施研究

分布式光伏出力存在较强间歇性、波动性和不确定性,当其大规模并网时将对电网潮流分布及电压分布产生较大影响,引起配电网运行风险。本文开展了大规模光伏发电接入配电网的风险评估方法及预控措施研究。以节点电压越限和线路潮流越限为风险评估指标,建立了配电网运行风险评估模型,给出了配网风险评估的具体实现步骤,提出针对性的风险应对措施。给出了本文所提风险评估方法的算例,并通过仿真结果验证了风险应对措施的有效性。     

基于ALARP准则的高比例新能源并网系统日前运行风险评估

为提高高比例新能源并网系统的运行安全性,提出含风电与光伏并网系统的日前运行风险评估模型,在计及风光有功出力不确定性、负荷不确定性和系统元件状态的基础上,考虑了风光联合有功出力以及天气对线路停运率的影响,以更准确地进行风险评估.在计及电压越限、线路有功功率越限和系统失负荷的传统风险指标体系基础上,增加稳态频率越限风险指标,以更全面地考量风险来源,并结合层次分析法与熵权法引入涵盖上述指标的综合风险指标;基于最低合理可行(ALARP)准则对各个风险指标进行等级划分,以更直观地反映运行风险的大小.采用非序贯蒙特卡洛法抽取系统状态和运行条件进行风险评估,以IEEE-RTS79系统为例,通过计算分析一天24 h中系统运行风险的变化,验证了所提模型和方法的有效性,为风险指标评级研究和以风电和光伏为代表的高比例新能源并网系统日前运行风险评估提供参考.     

基于风险评估的断路器检修决策研究

在系统风险评估与主接线可靠性评估相结合的基础上,将风险理论应用于断路器检修中。分别从潮流越限、电压越限、电压失稳及连锁故障四个方面对系统风险进行量化,得到元件量化的风险指标。通过最小路集/割集分析,建立断路器与线路、变压器的关联关系,将断路器故障造成的系统后果由其关联的设备系统严重度的增加来表示。在风险决策中引入了维修成本和维修收益的概念,使得决策更加科学量化。通过算例系统证明了所提算法的合理性。     

基于风险评估的断路器检修决策研究

在系统风险评估与主接线可靠性评估相结合的基础上,将风险理论应用于断路器检修中.分别从潮流越限、电压越限、电压失稳及连锁故障四个方面对系统风险进行量化,得到元件量化的风险指标.通过最小路集/割集分析,建立断路器与线路、变压器的关联关系,将断路器故障造成的系统后果由其关联的设备系统严重度的增加来表示.在风险决策中引入了维修成本和维修收益的概念,使得决策更加科学量化.通过算例系统证明了所提算法的合理性.     

电力市场环境下输电线路过载风险评估

电力市场环境下各市场主体对经济效益的追求增加了电力系统运行的不确定性和安全风险。本文基于风险理论和市场规则,提出了一种新的线路过负荷风险评估方法。该方法考虑线路的随机故障和负荷的随机波动性进行线路过负荷的风险评估;通过分析线路过负荷给发电商、电网公司和用户带来的损失差异,分别建立基于不同主体的后果模型。这种评估方法考虑了电力工业体制变化对系统安全性的影响,对提高电力系统的安全稳定性具有重要的指导意义。IEEE 9节点系统的仿真计算和分析证明了本文方法的有效性。     

大规模风电并网电力系统运行风险评估与分析

提出了一种考虑风电功率误差分布的电力系统改进风险评估方法,较传统评估方法更加精细地计算了系统运行风险。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,与传统正态分布相比,可以更准确地描述风电预测误差分布情况。采用最优交流潮流模型计算最小切负荷量、节点电压和线路有功功率,与传统直流潮流模型相比,可以得到更准确的切负荷量和线路有功功率信息。计算了系统切负荷风险指标、电压越限风险指标、线路有功功率越限风险指标、电压崩溃风险指标,并引入了综合风险指标,结合风险等级的评判方法,更加全面合理地评估了系统运行的风险。此外,讨论和分析了不同风电接入节点、不同接入容量以及不同替换容量对系统运行风险的影响。从系统运行风险的角度,为电力系统规划风电接入容量和节点提供参考。最后,以IEEE RTS-79系统为例,对所提的方法和模型进行了分析和验证。     

基于主成分分析方法的多类型电动汽车接入配电网的综合风险评估

针对新能源和多种类型电动汽车(EV)接入配电网造成的安全和经济等运行风险问题,提出了一种考虑多种风险因素的配电网运行综合风险评估方法.首先,构建了风光出力和EV时序概率分布模型,并用日行驶里程数代替了主观设定的多种类型EV的起始荷电状态;然后,基于复杂网络理论,提出了电压越限风险和支路功率过载运行风险等时序安全指标,并根据配电网的经济运行建立了经济风险和电网高效性风险指标;再者,构造了不同容量EV并网运行风险评估矩阵,运用主成分分析(PCA)方法对风险评估矩阵进行降维和计算客观权重系数,并对结果进行综合风险评估排序;最后,以接入风电、光伏的改进IEEE 33节点配电系统为例,分析了所提风险指标的有效性和综合评估方法的合理性,对比了基于PCA的综合风险评估与传统安全风险评估方法,结果表明在同时考虑安全和经济等因素的情况下,采用所提方法时某范围内的运行风险有下降趋势,对某区域内的EV容纳数量规划有积极的指导意义.     

基于风险的电力系统安全预警的预防性控制决策分析

针对事故发生的可能性和严重性进行电力系统安全分析的风险评估,将基于风险的安全性评估指标应用到电力系统安全预警中定量分析电力系统的运行状态转换风险,并进行电力系统预防性控制研究.根据系统低电压风险指标、系统过负荷风险指标和系统电压失稳风险指标3种风险指标综合表征的系统安全等级,在事故发生前进行预防性控制决策分析,以灵敏度确定参与决策的关键节点,用遗传算法确定参与决策的节点的最优有功和无功的注入量,从而有效地降低电网的运行风险,提高电网的安全预警等级.以上海电网84节点系统的仿真表明算法的可行性和有效性.     

基于态势感知的高渗透率电动汽车接入电网后电压调整策略

随着电动汽车使用量增加,区域配电网在高渗透率电动汽车接入配电网后会出现节点电压越限问题。基于态势感知技术,提出区域配电网内无功补偿设备以及电动汽车充电站联合参与的电压调整策略,通过构建二级调压模式确保配电网的电压状态。首先,在态势觉察阶段收集电动汽车状态、电网运行状态以及电动汽车充电站状态等信息;其次在态势理解阶段利用态势觉察阶段收集到的信息进行高渗透率电动汽车接入电网后模拟构建综合成本最小目标函数;然后在态势预测阶段根据电动汽车充电需求、电动汽车充电站信息预测高渗透率电动汽车接入电网后配电网电压偏差,基于潮流断面建立全局电气距离矩阵对预测电压修正,确认电网预测电压偏差;最后在利导阶段引入配电网电压偏差指标确定配电网电压偏离程度同时考虑配电网调压方式,对于不同程度的电压偏差确定配电网二级调压控制策略。通过IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提方法能够有效解决高渗透率电动汽车接入电网后电网电压越限问题。     

含分布式光伏的有源配电网无功电压控制研究

随着分布式光伏发电规模的不断扩大,渗透率不断提高,分布式光伏并网带来的配电网电压越限问题已不容忽视。首先分析了分布式光伏电源接入配电网引起电压越限的基本原理,并针对电压越限问题,对比常用的电压控制方法和控制策略,提出分布式电抗器电压控制方式,然后通过BPA稳态仿真分析了电抗器的接入位置、接入容量对调压效果的影响,最后通过抽样分析不同线路型号和线路长度下所需的串联电抗器与并联电抗器的容量大小分布、容量差值分布等特征。     

农村电网超容量用电的危害与整治

综合变压器以下的小动力用户用电负荷突增使综合变压器严重过载、线路低电压时有发生,既严重影响了其他客户的用电需求,也给电网安全带来了严重隐患。对综合变压器严重过载、线路低电压现象进行解析,采取容量管控、装设电卡表或负荷控制系统来限定用电容量等技术手段进行治理。通过将纯工业综合变压器投入低电压供电区,在解决线路低电压的同时,保证了其他客户尤其是居民客户的正常用电,也保证了电网和设备的安全,减少了重复抢修次数,取得了良好的效果。     

基于状态检修的电网运行风险评估

设备故障率的计算是电网运行风险评估中的关键环节,将基于状态检修的设备故障率算法应用到电网运行风险评估中,在一定程度上提高了设备故障率的准确度、可信度。基于状态检修的电网运行风险评估方法充分考虑了电网运行中存在的不确定性,通过线路过载、变压器过载、过电压、低电压和失负荷五项风险指标较全面地描述电网运行风险水平,且应用了层次分析法计算电网综合风险指标,为对比电网不同运行方式下的风险大小提供了参考依据。通过实际算例分析,验证了基于状态检修的电网运行风险评估方法的有效性。     

电力系统线路过载的风险评估与预防控制

提出了一种基于线路过载风险的电力系统评估与预防控制方法。该方法应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线路潮流的不确定性。采用严重度函数描述了线路潮流波动的影响与后果。在此基础上,以线路潮流波动的可能性与严重性的乘积作为线路过载的风险,建立了系统线路过载的风险指标,表征了系统的安全性。并且基于优化潮流和原对偶内点算法建立了线路过载风险预防控制模型,通过对系统控制变量的优化,有效地减少了系统的线路过载风险,提高了系统运行的安全性。在测试系统的计算结果表明了该算法的可行性。     

基于水气用量的配电网线路负荷精准预测

在电网迎峰度夏和度冬时,空调负荷急剧变化,部分输电线路出现过载、越限等情况,严重时甚至造成主变压器过载,影响电网安全运行;因此,有必要对配电网线路的空调负荷进行预测,进而实现配电网线路短期负荷的精准预测。为此,调用水务公司的用水量数据和燃气公司的用气量数据,以供电台区为分析单元,利用大数据挖掘方法分析人口迁移变化情况,采用偏最小二乘回归分析方法研究配电网线路的空调负荷与水、气用量的关系,结合ARMA(自回归滑动平均)时间序列分析法综合预测配电网线路负荷。该方法极大地提升了负荷预测的准确性,对于电网的规划改造、安全运行以及提升供电服务质量都具有重要的意义。     

基于电压趋危系数的配电网多时间尺度自适应无功电压控制

高比例分布式光伏接入配电网后,源荷不匹配可能会导致电压越限。在电压偏差量和电压波动量基础上,定义了评估配电网不同运行场景的电压趋危系数(voltage tendency coefficient, VTC),提出了基于电压趋危系数的多时间尺度自适应无功电压控制方法。在长时间尺度下,构建了以经济性和安全性满意度最优为目标的日前优化调度策略;在短时间尺度下,通过电压趋危系数动态修正传统下垂控制的固定斜率,以释放光伏逆变器无功裕度。同时,在短时间尺度优化控制中加入对长时间尺度的反馈校正环节。通过算例系统进行仿真,验证了提出的无功电压控制方法的有效性。     

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.