磁暴影响电力系统安全风险评估思路与理论框架

鉴于近年来磁暴侵袭中国电网的几次事件和强磁暴引起的损失达上千万美元的魁北克大停电事故,分析与评估电力系统磁暴灾害扰动下的电力系统运行风险十分必要。在讨论磁暴引发电力系统相继故障机理的基础上,分析评估电网磁暴运行风险的技术需求,并指出其中的关键问题和解决途径;设计计及磁暴灾害的电力系统风险评估框架,建立简化的地电场–GIC–电力系统混合集成模型;并借助Matlab和PowerWorld Simulator平台,以GIC标准系统为例,验证了模型可以反映给定电网参数条件下的磁暴事件对电力系统的影响与故障传播过程。研究结果可为进一步量化与防范磁暴电网风险提供参考。     

电力变压器设备风险评估研究综述

电力变压器的风险评估问题是设备运维及管理人员关注的重点之一。在分析变压器设备风险评估内涵与特点的基础上,梳理出电力变压器设备风险管理体系框架图和风险评估流程图。以危险源识别、风险可能性分析计算、风险损失值分析计算、风险结果评价四项主要过程为对象,重点研究了变压器设备风险评估中的相关方法与应用现状。研究结果表明,目前对电力变压器运行中风险因素考量范围、故障概率计算方法、风险结果可接受度确定及如何量化分级、风险评估结果与其后续运维检修策略如何建立关联等方面仍存在一些不足,将是该领域后续研究的方向和关注重点。     

基于风险概率的电力变压器设备风险评估技术研究

随着我国经济的持续增长,电网向着智能化、远距离、特高压方向发展。为了进一步提高电力变压器运行检修质量,保证电网安全稳定运行,在实验室和现场试验的基础上,结合国外的有关资料,对变压器设备风险评估技术进行了研究,分析了电力变压器的故障模式,搜集反映设备风险的本地化可用信息,提出了电网企业对现场电力变压器设备进行风险评估的方法。     

基于概率的电网静态风险评估方法研究与应用

电网静态风险评估是电网规划的基础。针对传统电网规划使用的风险评估准则的局限性,提出了基于概率的静态风险评估方法。该方法采用潮流灵敏度算法进行失效状态的调整,所用的概率可靠性指标能够多维度量化电网安全运行风险,辨识电网安全风险薄弱环节的根源,统一度量电网规划方案的安全风险和投资风险。在广东电网的应用表明,该方法可以满足实际大电网静态风险评估的需要,具有良好的实用价值。     

输电线路山火故障风险评估模型及评估方法研究

输电线路山火故障与输电线路运行时的气象条件、人为因素等密切相关,近年来输电线路山火故障逐年增加。建立了输电线路山火故障跳闸风险评估模型,该模型包括输电线路走廊山火发生概率模型和山火条件下输电线路故障模型两部分。应用该模型,可以根据宏观气象条件预测山火引起的输电线路故障概率。可以在山火发生后,根据山火的蔓延模型预测输电线路山火故障风险随时间的变化情况。可以根据输电走廊及其附近的植被情况,计算火源点与输电线路山火故障风险之间的关系,并制定输电线路山火故障等级分布图。研究成果可用于制定输电线路山火故障预案和防灾减灾措施。     

电力系统停电风险评估指标及方法

从电力安全事故(事件)的角度,根据《中国南方电网有限责任公司电力事故(事件)调查规程(试行)》和《南方电网运行安全风险量化评估技术规范》,提出一套停电风险评估指标,用于计算电网发生电力安全事故(事件)的风险值。基于该指标,结合OPA模型提出了一种电力系统停电风险评估方法。采用该方法对某500 k V网架系统进行了仿真,结果表明所辨识出的薄弱区域与实际系统运行经验相符,验证了指标和方法的正确性。     

复杂电力系统连锁故障的风险评估

电力系统中的连锁故障是一种发生概率低但后果严重的事故,严重的连锁故障可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。文章提出了一种复杂电力系统连锁故障的风险评估方法,模拟连锁故障的一般发展过程,将事故发生概率及后果联系起来,提出了量化的风险指标,能发现系统运行中更深层次的问题,暴露安全隐患。以此为基础开发了基于风险理论的电力系统连锁故障风险评估软件,并以美国东北部 NPCC 48机测试系统为例验证了该方法的先进性和有效性。     

输电系统连锁故障风险评估指标及计算方法

电力系统连锁故障是一种发生概率低但后果极为严重的事故,可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。为了防止连锁故障事故的发生,尽量降低其危害,本文对评估输电系统连锁故障的风险指标进行研究,以保障电网的安全运行。文章首先根据复杂网络理论和风险评估理论,提出输电系统连锁故障风险评估指标体系,然后建立一种基于最优潮流的连锁故障仿真模型,在此基础上计算各类评估指标。最后,通过对IEEE118节点测试系统进行连锁故障风险分析,以说明研究工作的有效性。     

高速铁路牵引网雷害风险评估方法

雷电灾害已成为威胁高速铁路运行安全的重要因素,建立科学、系统、规范的高铁牵引网雷电风险评估系统,合理有效地指导高铁牵引网的防雷设计、运行和改造,具有十分重要的必要性和紧迫性。为此基于风险管理的概念提出了高速铁路牵引网雷电风险评估方法,讨论了牵引网雷击损害风险源获取方法、牵引网雷击损害类型,提出了不同落点、不同雷电流雷击损害概率的计算方法和流程。提出采用雷击跳闸率作为表征雷害风险的指标,其数值等于风险源数量与雷击损害概率的乘积。通过设定风险评估等级划分标准,实现了雷害风险等级评估,并建立了全参数、全路段雷害风险量化评估流程。京沪高铁评估结果表明:2005—2013年沿线风险源特征具有明显差异性,各段地闪密度最大值约为最小值的6倍,从北往南雷电流幅值累积概率50%电流值从36.5 k A逐渐减小为22.1 k A;2005—2013年京沪高铁全线126网格段中A、B、C、D风险等级的网格段数量分别为24、38、45、19,20%网格段处在低雷害风险,15%网格段处在强雷害风险。所提出的方法可有效确定牵引网雷害风险水平和风险等级分布,发现雷害风险严重区段,为高速铁路牵引网防雷优化设计和运维检修管理提供更加科学准确的参考依据。     

电力系统二次设备风险评估模型和方法

针对二次设备的风险评估中无量化评估方法和规范的问题,提出一种量化评估模型和方法,该模型将设备状态评价结果和平均故障概率统计数据进行关联拟合,确定二次设备平均故障概率的计算方法;针对二次设备自身的特点建立基于事件树的可能损失评估模型,并结合设备的平均故障概率和故障引起的等效可能损失计算出设备当前的风险值。实例证明,利用该方法开展风险评估可以合理地反映二次设备的运行风险,其评估结果为科学开展二次设备风险控制等工作提供依据。     

地磁暴影响下特高压交流电网电压稳定性量化评估方法

地磁暴时,地磁感应电流（GIC）流经变压器会产生大量无功损耗,引起电网电压波动。随着我国特高压交流电网规模的扩大,地磁暴给特高压交流电网电压稳定带来的威胁越来越大。为了准确评估地磁暴对电力系统电压稳定的影响,该文建立了适用于地磁暴期间衍生无功扰动影响电压稳定的分析模型,通过对线路的等效变换,适应于多电压等级电网的多进线节点电压稳定分析。该文将地磁暴造成的无功扰动加入电压稳定分析模型得出地磁暴影响下的PV曲线解析式,并提出电压失稳指标,避免了连续潮流法预测校正过程中步长难以准确选取、计算复杂等问题,便于确定电网遭受地磁暴侵害时的电压稳定薄弱点和负荷裕度,并通过规划的华东特高压交流电网算例对该方法的有效性进行了验证。     

一种面向风险评估的输电线路故障概率模型

设备停运是电力系统失效的根本原因,建立设备故障概率模型是进行系统风险评估的核心问题。根据输电线路故障产生的内外部机理,提出了面向风险评估且适用于表征输电线路故障概率的Ageing-Load-Health-Weather- PHM (ALHW-PHM)。模型中基准故障概率函数采用老化失效模型,协变量采用负载率相依的实时导体温度及健康状态和天气状况相依的劣化扣分值,并采用极大似然估计进行参数拟合。为了提高参数拟合的效率,设计了一种基于大数据平台的样本数据级并行参数估计架构。算例分析定量展现了各风险因素对故障概率的影响及在系统风险评估中故障概率的应用。该模型能综合响应老化失效、负载率、健康水平和天气状况等风险因素对故障概率的影响,能为电网的风险评估提供理论支持。     

适合风雨气候的电力系统风险评估模型与方法

建立了风雨气候的电力系统风险评估模型,弥补了传统风险评估模型中忽略风雨气候影响使评估结果过于乐观的不足。采用最优交流潮流模型计算系统切负荷量,在得到最小切负荷量的同时,可评估系统低电压风险,解决了传统方法用直流潮流模型无法直接评估节点低电压风险的问题。利用最优潮流模型求取系统切负荷量,有效改善由于潮流计算不收敛,而导致无法得到切负荷量或切负荷量计算不准确的问题。最后利用该方法对改造后的IEEE-RT79系统进行计算,结果表明该方法有效可行。对改造后的系统进行线路过载和低电压风险评估,评估结果可以为风雨气候条件下电网的规划及运行提供参考依据。     

面向调度操作的电网实时风险评估方法

将风险理论引入电网调度操作之中,提出一种面向电网调度操作的电网实时风险评估方法。该方法利用故障树原理模拟调度操作过程,综合分析调度操作成功与失败两种情况下电网所面临的风险因素,同时给出基于调度员实际关心问题的电网操作风险指标,能使调度员在具体操作执行前全面了解其给系统各个方面带来的影响。最后通过IEEE118节点测试系统验证所提方法的有效性,并解决了调度员主要依据电网运行数据和工作经验进行操作及庞大的数据体系给调度人员带来诸多不便的问题。     

电网连锁性故障识别和风险评估基本框架与模型

电网连锁性故障常为稀有事件,传统随机评估法用概率测度刻画其不确定性,存在仿真精度与抽样次数间的矛盾。基于模糊性与随机性的统一性原则,用模糊性刻画连锁性故障的不确定性,并依据可信性理论,建立包含可信性测度、总负荷损失和风险测度的连锁性故障风险评价测度体系。用保护装置隐性故障模型刻画连锁性故障诱发机制,基于历史统计信息或人工预想事故集,提出电网连锁性故障识别和风险评估基本框架与数学模型。对 WSCC 9节点和IEEE 30节点测试系统进行仿真,并与随机评估法比较,结果证明,所提方法准确、有效,样本依赖性小,有较好的鲁棒性,适合于工程应用。     

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。     

改进严重度模型下计及二次系统影响的电网风险评估

提出一种改进严重度模型下计及二次系统影响的电力系统风险评估方法。首先,分析了继电保护隐性故障、自动重合闸成功率以及自动切负荷装置对风险评估的影响,并建立相应的风险评估模型;其次,在基于效应理论的严重度模型中引入重要程度因子,提出改进严重度模型的风险指标量化方法。对改进IEEE-RTS79 节点测试系统进行风险评估,验证了所提模型及方法的合理性与有效性,结果表明,相比于传统风险评估方法,本文所提评估方法更合理、更符合系统实际;通过评估结果辨识电力系统中薄弱环节,为电力系统运维检修和风险管控提供参考和依据。 #$NL关键词：二次系统;隐性故障;改进严重度;风险评估;风险管控#$NL中图分类号：TM715     

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.     

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。     

采用Markoy模型的输电线路及绝缘子运行风险评估

作为解决随机概率过程的经典理论,马尔可夫模型在电力工程领域运用较少,尤其是应用马尔可夫过程来预测输电线路及绝缘子的运行状况及发生污秽闪络和其它故障概率的定量计算,国内外学者还鲜有相关方面研究。为此,建立了基于马尔可夫过程的输电线路绝缘子运行状态评估模型,包括马尔可夫过程状态转移图和马尔可夫过程矩阵。以湖北省2001～2...