一种新的故障筛选和排序的方法

为了避免在故障筛选与排序中忽略严重故障而导致大停电的发生,提出了一种比较精确的新的故障筛选和排序方法。以动态安全域的求解为基础,在故障筛选时运用解析法求动态安全域,进而求解失稳度。以故障的失稳度作为故障筛选的指标,快速选出严重的故障,形成故障筛选集。在故障排序时对于筛选集中的故障线路运用BP神经网络求解动态安全域,从而求解概率不安全指标,以故障的概率不安全指标作为故障排序的指标,得到精确的故障排序。通过IEEE10机39节点系统算例验证了该方法能够快速、全面、准确地实现故障的筛选与排序,同时通过IEEE4机11节点系统验证了BP神经网络求解动态安全域的可行性,误差为0.0608,满足要求。     

基于小范围动态安全域的故障筛选与排序

事故筛选排序是电力系统概率安全分析中尤为重要的组成部分。为了使电力系统的安全评估能够实时监测和在线应用,提出了一种兼顾准确性和实时性的新故障筛选排序模型。为同时满足精度与速度的要求,采用改进的小范围解析法求得相对于概率不安全指标精度敏感的小范围动态安全域。采用稳定判据将故障分类,各类故障采用不同策略并行排序。致命性故障按照概率不安全指标排序后,立即输出。一般性故障,定义了基于小范围安全域的最易失稳距离,优化了故障损失威胁模型,按照失稳距离初步筛选,再按损失威胁进行排序。该故障筛选与排序模型针对每个故障只需计算一次动态安全域,对致命性故障排序一次,对一般性故障筛选和排序各一次。IEEE10机39节点系统仿真结果表明,该模型可以迅速可靠地完成故障筛选与排序,对系统运行方案具有较强指导性。     

基于动态安全域的最优时间紧急控制策略算法

紧急控制是电力系统安全的重要防线,对维持故障及大扰动下系统暂态稳定有重要作用。对电力系统紧急控制的大量仿真表明,当系统遭遇故障多摆失稳时,电力系统事故后紧急控制时间对系统稳定性影响在时间域上是非线性的。基于动态安全域理论对紧急控制时间影响进行量化比较,并提出一种改进的故障后系统最优紧急控制策略计算方法。该方法考虑了紧急控制策略时间维度的优化,能量化反映在多摆失稳情况下紧急控制时间对系统的影响,并计算最优集中紧急控制时间及切除量。IEEE10机39节点系统仿真结果表明,新算法可以优化控制策略,减少控制成本。     

基于动态安全域与埃奇沃斯级数的电力系统暂态稳定概率评估

电力系统暂态稳定概率评估是确定性评估的有益补充。以安全域概率稳定模型为基础,基于动力系统理论确定电力系统暂态稳定主导不稳定平衡点附近的动态安全域线性边界,并采用以半不变量为基础的埃奇沃斯(Edgeworth)级数展开获得随机变量加权的联合概率分布,从而构建电力系统暂态稳定概率模型。该模型能有效计及发电机的出力和内电势、负荷的有功和无功功率、故障类型、故障位置和故障切除时间等多个不确定性因素,不需要繁琐的公式推导,物理意义清晰,实现简单,计算效率高。经IEEE 10机39节点系统测试和蒙特卡罗(Monte-Carlo)模拟法的验证,表明所提模型和方法是有效可行的,具有广阔的工程应用前景。     

基于概率不安全指标的暂态风险评估

电力系统规模的不断扩大和电力市场改革的进一步推进,给电力系统的安全稳定运行构成了威胁,因此对电力系统进行暂态稳定评估,了解系统真实的运行状况,具有重要的现实意义。以动态安全域为分析手段,提出了基于概率不安全指标的暂态风险评估模型,兼顾了电力系统运行的安全性和经济性,将系统的运行状况量化为一个经济指标。IEEE 4机11节点系统算例说明了该模型的有效性。     

基于概率不安全指标的暂态风险评估

电力系统规模的不断扩大和电力市场改革的进一步推进,给电力系统的安全稳定运行构成了威胁,因此对电力系统进行暂态稳定评估,了解系统真实的运行状况,具有重要的现实意义.以动态安全域为分析手段,提出了基于概率不安全指标的暂态风险评估模型,兼顾了电力系统运行的安全性和经济性,将系统的运行状况量化为一个经济指标.IEEE 4机11节点系统算例说明了该模型的有效性.     

基于动态安全域的电力系统安全概率评估模型

针对电力系统安全性问题特性,提出一种基于动态安全域的安全概率评估模型。模型核心是不安全概率指标,并通过该指标来表征各电力元件以及整个电力系统的安全性状况。概率方法的引入,使得模型不仅计及系统中各种主要的不确定性因素,而且对系统的安全状况进行了定量的描述。动态安全域理论大大降低了安全概率评估的计算量,使得该模型具有实用性。评估结果可以用于指导运行人员在安全控制中制定正确的决策。用新英格兰10机39节点系统(New England 10-generator 39-bussystem)对该模型做了验证。     

基于连锁故障搜索模型的降低电网发生连锁故障风险的方法

目前由简单扰动引起的电力系统连锁故障是威胁大规模电网安全稳定运行的一个重要因素。为找出降低电网发生连锁故障的风险的有效方法,使用连锁故障搜索模型在IEEE RTS 96系统上分析了关键线路的故障率、隐藏故障概率、关键线路传输功率上限以及采取新的控制措施对连锁故障风险指标的影响,结果表明降低关键线路的故障率、在某些节点间增加1回线路和采取新的控制措施是比较有效的降低连锁故障的风险的方法,而降低隐藏故障发生的概率对系统的风险指标影响不大。     

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。     

基于双Q学习的考虑暂态稳定约束的电网薄弱线路辨识

为了辨识故障后对电网暂态稳定性影响较大的薄弱线路,提出一种基于双Q学习(doubleQ-learning,DQL)的考虑暂态稳定约束的电网薄弱线路辨识方法。首先,将电网薄弱线路辨识问题转化成马尔克夫决策过程。接着,利用DQL智能体结合电网时域暂态仿真计算,通过强化学习筛选出容易导致电网失稳的切线故障。最后,提出线路薄弱度指标,计算得到考虑暂态稳定约束的电网薄弱线路。所采用的DQL在Q学习的基础上增加了Q目标表,实现切线故障选择与评估的分离,并采用优先级采样的经验回放机制,能提升算法的稳定性与训练速度。10机39节点和16机68节点系统的仿真结果都表明,所提基于DQL算法的薄弱线路辨识方法,能通过较少的仿真次数,有效地辨识出考虑系统暂态安全稳定约束的薄弱线路。     

基于风险的暂态稳定性安全评估方法在电力系统中的应用

介绍了基于风险的安全性评估方法的基本原理以及如何获取线路发生故障的概率和故障导致暂态失稳的概率，还介绍了暂态失稳的后果模型，并在此基础上建立一完整的风险指标。暂态稳定性风险评估能够为安全性和经济性之间提供联系，为更准确地分析电力系统提供了方便。最后结合阳城电厂向江苏电网送电的实例，说明了该方法在江苏电网中的应用。     

电力系统暂态稳定概率

在电力系统概率安全性评估中,预想事故下系统暂态失稳概率的计算是一个基本环节.文中基于安全域的研究成果,提出了一个离散和连续相结合的暂态失稳概率模型.其中除计及了节点注入功率不确定性、沿线事故发生地点的不确定性以及事故清除时间的不确定性外,还计及了负荷模型的不确定性.同时,采用以半不变量为基础的Gram-Charlier级数法计算截断正态分布随机变量的联合概率分布,使概率分布的考虑更加符合实际.算例表明该方法具有较高的计算效率.     

风险指标在提高传输功率极限中的应用

针对现有风险模型考虑系统稳定性过于简单的缺点,在实用动态安全域的基础上提出了一种新的风险指标并将它应用到提高输电线路传输功率极限的计算中,综合考虑超极限运行的经济效益和故障后的紧急控制成本,确定系统最佳运行点。该指标采用事故发生的概率来考虑其不确定性,利用紧急控制成本来衡量失稳事故的严重性。以江苏电网为例的验算结果表明,采用该风险指标确定的系统运行点能有效协调系统运行的安全性与经济性要求,经济、社会效益可观。     

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.     

Probabilistic transient stability assessment for on-line applications

The increasing need to improve security monitoring of networks by system operators is the main motivation of the work described in this paper. The paper provides an algorithm for the on-line probabilistic transient stability assessment of existing or forecasted operating conditions. The proposed algorithm is an analytical method making use of two types of information: (i) transient stability assessment tool, and (ii) probabilistic factors. The corrected transient energy margin (CTEM), which is a hybrid method, is used to on-line transient stability assessment. The probabilistic factors of the conditional probability theorem were included in our method. Hence, our algorithm calculates the probability of the transient instability through using the CTEM and probabilistic factors in the transient stability in an on-line manner for exciting or forecasted operation condition for short term operation condition (e.g., next 1 h period). The implementation of the proposed method to New England 39-bus test system showed the ability and good performance of the method for the probabilistic assessment of the transient stability. Also, the method provides the system operator with a profound insight into the system stability conditions. The results retrieved again with changed operation conditions; therefore, the system operator can sometimes improve the system stability condition through making little changes in the power output of generators.     

暂态稳定概率评估的蒙特卡罗方法

提出了用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法进行电力系统暂态稳定概率评估的基本框架。这种评估要进行2种模拟：涉及故障事件的系统状态的概率模拟和系统状态的暂态稳定模拟。文章着重讨论了故障的概率模型及其Monte Carlo模拟方法，给出了2种研究情况的步骤：第(1)种情况是评估由于系统不稳定所造成的系统平均风险指标；第(2)种情况是对于一个给定的故障，建立系统不稳定概率和一个系统运行条件的定量关系。所给的例子表明，文中提出的方法可为电力公司控制中心需要的系统安全运行条件提供十分有用的信息。该方法已在加拿大一实际电力系统中应用。     

基于历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选

大电网中有上千个暂态稳定故障,若对每个故障分别进行暂态评估,难以满足在线评估对时间的要求。为了满足电网在线暂态安全稳定评估快速性的要求,提出了一种基于电网运行历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选方法。基于历史数据中的电网运行方式和暂态功角稳定评估结果,提取关键特征量,通过计及稳定模式的矢量量化方法确定聚类数和初始聚类中心,采用K中心点算法对聚类中心进行优化。针对分类后暂态功角稳定的考察故障快速估算其暂态功角裕度,最后得到包含暂态功角失稳和估算裕度低于门槛值的故障组成的用于暂态稳定分析计算的严重故障集。通过对实际省级电网运行历史数据的聚类分析,验证了所述方法的有效性和实用性。     

基于实用动态安全域的电力系统安全成本优化

基于实用动态安全域(PDSR)提出一种电力市场环境下的电力系统安全成本优化(最优安全控制)模型及算法。该模型计及了暂态稳定性约束、事故发生概率及系统失稳损失。独立系统运行员(ISO)依该模型能确定安全成本最低的系统安全水平，即确定系统安全性和经济性的平衡点。安全成本由备用成本、再调度成本和期望失稳损失组成。而且所提算法计算速度快、易于实现。另外，该文提出的模型及算法也可方便的应用于传统垂直统一管理模式下的电力系统，只要分别用发电机备用成本曲线和边际成本曲线替换发电商向ISO呈报的备用容量价格曲线和再调度功率价格曲线即可。最后以新英格兰10机39节点系统为例，检验了所提模型的合理性及算法的可行性。