电力系统在线运行风险评估与决策

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性与严重性,是电网确定性安全分析的有益补充.分析在线环境下运行风险评估与传统可靠性研究之间的关系,讨论在线运行风险评估的特性和关键问题;重点探讨瞬态时变的设备停运模型、缺乏统计数据情况下的建模方法、快速评估算法和基于风险决策模型的数学含义等.运行风险技术可以从系统和设备2个层面对导致系统故障的累积性风险因素和突发性风险因素进行建模,并可以应用到状态检修优化决策等领域,具有广阔的应用前景.     

基于改进物元可拓模型的一体化营配调综合风险评估

营配调一体化实现了营销、生产、调度等多层次工作的有效集中,但营配调一体化也将使得供电系统面临的综合风险随之增加.为提升系统的综合风险预警能力,提出一种考虑营配调一体化的综合风险评估模型.首先根据营配调一体化系统的特点构建了供电风险评价指标体系,并提出一种以AHP和DEA为辅助模型的指标赋权方法,以降低传统物元可拓模型赋权过程中由于主观因素造成的误差;然后通过构造供电综合风险物元、划定供电风险评级,建立营配调一体化的综合风险评估模型.最后以某地区为例分析了其供电风险情况和影响因素,验证该模型在营配调风险评估方面的科学实用性.     

广东某区城市配电网可靠性分析

配电系统是连接系统用户的关键环节,直接影响对用户的供电质量.用一种元件节点和线路区间简化的配网模型,对10 kV配电线路进行可靠性分析.该模型只需考虑元件节点和线路区间对故障的影响,不用具体到系统各个元件,并通过遍历搜索分析故障事件的类型,评估其可靠性.对于带有众多分支馈线的复杂配电系统,该模型在概念和编程上具有优势,能计及备用电源、开关故障、计划检修等情况.同时以广东某地区10 kV线路的可靠性指标,验证了该模型的正确性和有效性.     

考虑风电不确定性的电网状态检修策略

设备状态检修背景下，随着风电等高比例新能源并网发电，电网检修计划决策中输变电设备个体与电网运行整体间的矛盾和冲突越来越难以平衡，使电网检修计划决策面临严峻挑战。对此，文中提出考虑风电不确定性的电网状态检修策略。首先，基于设备状态监测信息和状态评价技术，建立设备故障率及其与检修策略间关系的数学表达；其次，依据风险理论给出电网故障风险和检修风险的数学模型，并基于次时间尺度的安全约束机组组合模型评估其中的电网运行损失；最后，提出以电网故障风险和检修风险之和最小为目标的考虑风电不确定性的电网状态检修模型，并采用修改的IEEE-30节点系统算例验证所提模型的有效性。     

考虑故障风险和检修风险的设备检修决策

全生命周期成本管理和状态检修在电力企业中运用越来越广泛。针对目前检修决策中尚未考虑电网一次设备和继电保护设备之间的风险传递问题,提出一种计及电网故障风险和检修风险的输变电设备及继电保护设备检修决策模型;以"效益/成本比"最大为目标,以电网故障风险上限作为约束条件进行宏观调控,以设备故障风险上限作为约束条件进行微观调控,考虑经济关联性进行局部择优;最后,以演变后的RBTS-BUS6系统为例进行分析,结果表明:该优化模型达到了预期的效果,验证了该决策的有效性。     

考虑连锁故障的大电网可靠性评估

电力系统可靠性对于电网规划和运行具有十分重要的意义,传统的发输电系统可靠性评估算法从失负荷概率、频率、后果等视角全面反映了电网可靠性水平,但往往侧重考虑元件独立故障模式,没有计入连锁故障或者共模故障,导致了可靠性指标与实际电网运行经验不一致。为了解决这一问题,电力系统连锁故障被学者提出并得到广泛研究,但是将连锁故障模型应用到大电网可靠性评估中的研究较少,从而缺乏考虑连锁故障的电力系统可靠性评估算法。为了解决上述不足,该文基于连锁故障模型和元件故障率建模,提出元件连锁故障模拟算法,并将其应用到电力系统可靠性评估中,提出整体评估流程及指标体系。最后,对IEEE-RTS79系统和广西电网2016年规划方案进行可靠性分析,验证所提方法的有效性。     

计及微网对外供电的配电网可靠性评估

研究对象为含微网的配电网,微网由柴油机、光伏发电系统和负荷组成,考虑配电网故障时微网对邻近配电网负荷供电的行为,并分析此行为对配电网可靠性的影响。在传统时序模拟法可靠性评估算法的基础上,建立了负荷和光伏发电系统的时序波动模型、基于下垂特性的柴油机组复功率模型。微网对外供电区域的划分计及了有功无功平衡和系统电压/频率约束。提出了微网支撑率和微网支撑电力期望两个可靠性指标,并对改进的RBTS Bus6配电系统进行了可靠性评估,算例结果验证所提模型和算法的合理性。     

基于电网风险评估的事故控制措施分析

针对电网运行过程中存在的风险控制措施不到位的问题,提出了一种基于风险评估的电网事故控制措施.引入经济学领域的效用函数,采用指数型效用函数评估风险严重程度方案,提出了电网风险评估定级方案.采用潮流追踪法建立了发电机注入功率和支路潮流之间风险控制矩阵,通过求解发电机出力的调整量实现对系统风险的控制.对N-1故障条件下的风险等级进行评估,并给出了发电机出力的调整方案.结果表明,所提出的事故控制措施能够避免系统的重过载风险.     

配电网络单相接地故障选线方法综述

配电网络接地故障选线问题是影响电网安全稳定和供电可靠性的一个综合性问题.对目前国内外所出现的配电网络单相接地故障选线方法进行归纳和评述,分析了各种选线方法的原理及优缺点,并结合国家智能电网战略,展望了配电网络单相接地故障选线方法的发展方向.     

基于模糊推理的电网风险评估及线路重要度辨识

由于电网事故发生的不确定性和事故造成的严重后果,需要建立风险模型及指标体系,实现电网风险评估和线路重要度辨识。基于此,建立电网风险评估模型,从电压越限、支路潮流过载及负荷削减量3个方面建立风险指标评价体系;基于模糊推理的方法、静态安全分析和风险理论,结合各子风险指标,得到各支路发生故障事故状态下的综合风险值并进行排序分级。以IEEE-RTS79系统为例进行仿真计算,仿真结果表明:该方法实现了电网综合风险评估的量化和分级,能实现线路重要度辨识,为安全预警和制定差异化运维策略提供参考。     

基于模糊神经网络的电力系统连锁故障风险评估

为了减少大规模停电事故，通过分析由保护装置隐性故障造成的电力系统连锁故障的基本过程和基本原理，建立了风险模型，并提出了应用模糊神经网络进行电力系统连锁故障风险评估的指标和方法.利用训练后的模糊神经网络，实现了通过升级保护装置性能来降低电力系统连锁故障风险的预防策略.针对电力系统连锁故障的随机性和严重性的特点，该方法较好地描述了电力系统的安全状态，对系统风险的分类效果好，评估速度快，具有较好的实用性.IEEE 118 bus系统的应用结果表明了该方法的可行性.     

地区电力系统供电能力评估

随着电力系统规模不断增大、运行特性趋于复杂及用电负荷逐步增长,电力系统供电能力评估研究逐步由较大的省级电力系统延伸到相对较小的地区电力系统。地区电力系统供电能力能够反映该系统的可靠性、供电薄弱环节和与其它地区电力系统间的互联强度,可以在相当程度上据此来判断电力系统结构的优劣。传统的地区电力系统供电能力评估方法在计算时有可能遗漏一些重要的风险状态,如此得到的计算结果可能会有较大的误差。在此背景下,将地区电力系统供电能力计算描述为非线性有约束优化问题。之后,引入了基于支路开断分布因子的N-1预想事故分析方法,并采用差异进化算法来求取地区电力系统最大供电能力。最后,采用广东电力系统的两个实际算例来说明所提出的模型和方法的可行性与有效性。     

基于CVaR的高比例光伏区域综合能源系统优化调度

在“双碳”目标的驱动下，以光伏为代表的分布式能源正大规模接入配电系统与配气系统，二者间的耦合也更加紧密，为低碳可持续能源系统的构建带来了新的机遇，然而，由于分布式能源的随机性，其也不可避免的造成了两个系统间潜在的运行风险。基于此，本文提出了一种高比例光伏渗透率下区域综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先，在高光伏渗透率的前提下，建立了考虑储能设备的电-气区域综合能源系统日前调度模型，利用二阶锥松弛将模型线性化。其次，基于CVaR风险评估模型的理论基础，建立并简化了损失函数。接着，在实时调度过程中考虑CVaR风险评估模型，建立了考虑CVaR风险评估的区域综合能源系统实时调度模型，以平衡不同风险态度下新能源不确定性导致的风险成本。最后，将前述两个模型合并，建立了区域综合能源系统日前-实时多时间尺度调度模型，分析区域电力系统与区域天然气系统之间的相互作用与能量流动。在算例分析中设计了不同的负荷强度方案对模型进行验证，分析了不同方案下系统购电量与不同设备运行参数的变化。结果表明，所提模型可以有效缓解因新能源随机波动带来的运行风险，同时考虑耦合设备的运行调控能够促进区域综合能源系统的耦合运行并取得良好经济效益。     

利用保护、断路器状态信息进行电网故障的诊断

利用故障诊断数学模型,在深入分析电网故障保护、断路器状态信息结构的基础上,提出了相应关联矩阵运算方法,以便快速、准确地找到故障元件;同时,利用保护和断路器信息的故障诊断解析模型,在数学上是一个无约束0～1整数规划模型.该方法克服了传统的数据存储手段,在节省计算机资源,提高运算速度方面具有一定的优势;同时,具有通用性,能够在保护或者断路器拒动作或误动作的情况下,仍能正确地处理故障区域判断问题.通过一个简单的电网结构图在几种不同的故障情况下的仿真实验,证明了所提出的矩阵算法是正确合理的.     

基于模糊理论的电力通信网络有效性研究

随着测控技术的电子化和信息化的发展,通信网络的有效性直接关系着网络的业务水平。由于网络设备发生故障不仅仅是由一些随即不确定性因素造成的,而且还有一些是模糊不确定性因素引起的。用模糊数表示网络设备的MTBF和MTTR,给出了串联系统、并联系统等典型通信系统的有效性模型,并通过算例验证了基于该模型进行有效性分析的可操作性。分析了典型电力通信系统的有效性模型,对电力通信系统的有效性评估提供了依据,并为完善电网有效性评估方法提供了帮助。     

A software cost model with maintenance and risk costs for safety-critical systems

Safety-critical systems are those systems whosefailure could result in loss of life,significant propertydamage,or damage to the environment[1].Software isincreasingly being used to control safety-critical systemsnow.But how can we improve the reliability of soft-ware?Formal methods can successfully enhance thequality of software and therefore increase the confidencein the system behaviors[2-4].Unfortunately,formalmethods are too complex to apply.Software testing isan efficient way to improve …     

电力系统连锁故障研究综述

近年来国内外发生了多次连锁故障导致的大规模停电事故,造成了巨大的经济损失,因此电力系统连锁故障的研究日益受到重视。电力系统连锁故障是由某一个故障引发的一系列故障过程,其后果是造成大规模的停电事故和许多元件的相继开断。对连锁故障的模式搜索法、模型分析法以及风险评估等方面进行了介绍和综述,并从电网脆弱性评估、调整耐受性参数以改善电力系统鲁棒性的方法这两方面指出今后可能的研究方向。     

一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法

基于分时长期演进(TD-LTE)4G无线通信技术,研究了TD-LTE帧同步工作机制,将绝对时间与TD-LTE系统同步帧结构映射,提出了一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法,设计了时延补偿机制,以修正无线传播多路径造成的时延偏差,提高授时精度.通过搭建试验平台实测分析,验证了该方法的可行性,无线授时系统的时间同步精度可达亚微秒量级,可满足配电网各类业务需求.     

面向可用性的电力通信业务通道路由选择算法

针对如何有效地限制网络随机故障对电力通信业务通道可用性的影响展开深入研究,将业务通道累积故障时间超出规定的概率模型定义为业务通道失效风险度,并对其作进一步研究。波动变化是导致电力通信事件的根本原因,并推导出业务通道失效风险度的概率模型。最后,将上述概率模型作为规划通道路由的决策参数,提出了面向可用性的电力通信业务通道路由选择算法,并通过仿真实验验证了其有效性。     

一种关键线路和重要保护辨识的新方法

提出了一种基于连锁故障模型和风险理论对系统中关键线路和重要保护的辨识方法。该方法首先利用Markov状态空间理论建立了计及继电保护装置动作逻辑的初始状态概率模型,从而得到连锁故障初始阶段的系统状态。然后,建立了基于实时运行条件下的线路、发电机和负荷的可靠性模型来模拟后继故障。最后,利用风险理论对线路和线路保护进行风险辨识。算例仿真结果验证了算法的正确性和可行性。