一种基于马尔可夫链与两点估计法的电网调度操作风险评估方法

调度操作评估是调度操作中必不可少的环节,传统的评估方法仅考虑调度的安全性,缺乏对操作风险的感知.本文将风险理论引入调度操作评估当中,基于调度操作可分解和具有"无记忆性"的特点,用马尔可夫链模拟调度操作的逐步执行,同时,选取电压越限、潮流过载、静态电压稳定、连锁故障4个指标来量化电网的后果,并且在指标中考虑了负荷波动的影...     

输电线路动态增容运行风险评估

输电线路动态增容系统作为智能输电线路技术支撑系统的重要部分,能提高输电设备的利用效率,帮助运行人员更好地掌握当前线路的运行状态。为确保输电线路增容运行的可靠性和安全性,文中研究提出基于马尔可夫链蒙特卡洛方法对输电线路增容运行后的风险进行评估的方法。该方法主要利用各微气候监测参数后验分布的随机序列来建立风向、风速和环境温度等气候概率分布模型,结合线路负荷电流模型利用蒙特卡洛模拟来预测导线的温度分布,从而给出线路增容运行的风险指标。基于夏冬2季的典型监测数据,利用所提出的方法对动态增容系统给出的热容量的可靠性进行分析,结果表明线路运行风险控制在合适的范围以内,满足电网运行和调度工程的要求。     

一种满足风险完备性的调度操作风险量化评估方法

为对某一调度操作可能造成的系统风险进行数值化的评价,将风险理论引入调度操作风险量化评估中,提出一种满足风险完备性的评估方法。该方法充分考虑了调度操作风险的危害后果和发生概率,在传统调度操作风险危害评价的基础上,运用N-1最优潮流模型计算切负荷指标,并考虑关注度和社会时期的影响作用,对风险危害值进行校正。此外,计及调度操作过程中影响风险可能性的多维不确定因子,分析并建立风险概率评价体系,用于评估调度操作风险的发生概率。基于风险危害和风险概率得出最终的调度操作风险。基于IEEE30节点系统的计算结果表明,该方法通过评估各调度操作步骤的风险情况,可在调度操作执行前进行风险预演,辅助调度运行人员在下令前对操作可能引起的各类风险预先制定预控策略,能够有效降低调度操作的风险水平,维护电力系统的安全稳定运行。     

基于马尔可夫链模型的输电线路运行状态及其风险评估

综合考虑影响输电线路运行状态的内、外两方面因素,提出一种基于马尔可夫链模型的运行状态及其风险的评估方法。首先,利用马尔可夫链外推输电线路运行状态,量化外部条件下的线路初始故障概率,并进一步结合系统潮流水平,计算线路实际运行故障概率。其次,考虑系统运行约束,定义相关故障严重性指标及其基于层次分析权重的综合性指标,对线路故障下的系统"影响"进行量化。最后,利用风险评估思想,将线路故障概率与量化后的"影响"相结合,实现对线路运行风险的评估。仿真结果表明,由于综合考虑了内、外影响因子的作用,并涵盖了多类风险因子的评估指标,所提方法对系统中高风险运行的重要线路有较好的辨识能力,且有效回避了因为部分状态信息缺失造成状态评估实现困难的问题,为输电线路状态检修工作提供了参考。     

基于隐马尔科夫模型的多风电场相关性出力时间序列建模方法

生成具有相关性的多风电场中长期出力时间序列,对电力系统规划和调度运行具有重要的意义。该文提出一种基于隐马尔可夫模型的多风电场出力时间序列建模方法。将风电出力的相关性作为隐马尔可夫模型的状态变量,并利用Markov链描述其时变特性;将各风电场在相邻时刻的出力作为隐马尔可夫模型的观测变量,建立相关性状态与相邻时刻出力的概率映射关系。利用Baum Welch算法估计隐马尔可夫模型参数,获取时变相关性状态的转移概率矩阵和各状态下多个风电场在相邻时刻出力的联合概率分布。最后,通过蒙特卡罗仿真逐月生成多风电场出力的时间序列场景。算例中对我国西北某省份的3个风电场进行测试,结果显示:所提方法生成的各风电场出力的年/月特性、概率分布特性、波动特性和自相关性均优于独立建模方法,并且风电出力相关性与历史序列非常接近,证明所提方法的有效性。     

基于故障树理论的电网调度操作实时风险评估

将风险理论引入到电网调度操作中,提出一种针对调度操作的实时风险评估方法。该方法利用故障树原理模拟调度操作执行过程,采用状态枚举方法分析操作风险状态,来计算执行调度操作给电网带来的影响。建立实用化调度操作风险指标体系。IEEE-RTS测试系统结果表明,所提操作风险评估方法能够为每一步操作关联风险指标,辅助操作人员提前制定风险预控措施。     

电网调度操作安全风险实时评估方法

目前调度员主要依据SCADA/EMS实时数据以及工作经验进行操作,有必要在操作前量化评估调度操作给电网带来的风险水平。文中将风险理论引入电网调度操作安全评估中,提出了一种考虑实时因素影响的调度操作风险量化评估方法。该方法在传统设备故障因素的基础上,分析并建立了调度操作成功/失败因素模型,用于重点分析调度操作自身的风险因素,同时应用基于灵敏度的最优负荷削减模型进行操作风险指标计算。最后利用IEEE 30节点测试系统验证本文所提方法的有效性。     

基于MCMC法进行电压跌落随机预估方法的研究

针对电压跌落随机预估中蒙特卡洛法（MC法）静态性、计算效率低、耗时长的缺陷,提出基于马尔可夫链蒙特卡罗法（Markov chain Monte Carlo,MCMC）对电压跌落进行随机预估。研究建立了电压跌落故障状态变量的数学模型,并利用Matlab建立了IEEE-9节点测试系统模型,使用Gibbs抽样法得到故障模型的状态变量。通过分析电压跌落幅值的概率分布,并用MCMC法和MC法分别对电压跌落指标进行仿真计算。仿真结果表明,该方法较蒙特卡罗法稳定性好,收敛速度快,计算时间短。     

计及风险备用的大规模风储联合系统广域协调调度

基于随机规划思想和风险决策理论,提出一种计及风险备用的风储联合运行系统广域协调调度方法。协调模型采用双层优化方法实现发电计划优化子问题和备用容量优化子问题的分解协调和迭代求解,降低了随机机组组合模型的计算规模和求解难度。外层优化计及风电波动性采用确定性机组组合模型计算日前发电计划;内层优化基于条件风险价值计算风电预测误差引起的系统风险备用容量,并采用所提出的风储协调策略实现多风电场储能系统之间的协调调度以降低系统备用需求。采用增加了2个风电场的IEEE 30节点系统进行仿真,分析了大规模风电并网系统中储能系统的最优应用模式,并验证了所提协调调度策略在提高风电消纳能力方面的优越性。     

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。     

基于概率风险评估的直流输电系统短时检修安排

针对目前调度部门和设备运行部门工作目标对立的局面,提出一种基于概率方法的直流输电系统计划检修的风险评估方法。该算法可用来量化评估直流输电系统检修对电网造成的风险。该直流停运风险指标仅由2个指标加权构成,即负荷削减概率指标LOLP和严重程度指标SI。基于历史运行数据和调度部门的专家建议,提出了系统能够接受的风险阔值标准,若直流停运检修的风险低于该阔值则可以批准检修。该方法为直流输电系统的检修安排提供了一种有效的分析工具。最后,以南方电网为例说明了所提出方法的实用性和有效性。     

电网调度操作的风险后果值建模及应用

现代电力系统的调度操作具有复杂性和不确定性的特点,传统经验型电网调度面临严峻的考验。将风险后果值计算引入大规模电网的调度操作中,针对调度令分解而成的每一项操作步骤,提出了操作态和操作发展态的概念,并分别建立了操作态风险后果值和操作发展态风险后果值的计算模型;在风险后果值量化指标方面,从设备重载、断面潮流越限、电压越限和负荷损失4个维度建立了一套能够综合反映电网调度操作风险水平的后果值指标体系;在此基础上,进一步通过对指标的归一化和同度化处理,来量化评估每一项操作步骤的综合风险后果值以及整条调度令的整体风险后果值。最后,将所建立的调度操作风险后果值模型应用到广东电网。计算结果表明,所提出的模型是有效的,适用于实际大规模电网,且在应用过程中能发觉调度令中的高风险操作环节,为从拟令这一电网调度的源头环节上规避可能潜在的风险提供了辨识方法。     

基于测量参数的距离保护运行风险分层评估方法

距离保护的正确工作对电力系统的安全稳定运行意义重大。针对目前距离保护失效概率难以准确反映保护原理、难以计及保护之间配合关系对失效概率的影响且计算方法较为复杂等不足,首先结合阻抗继电器的动作特性,提出了基于启动截距和测量截距的距离保护失效概率计算方法。其次,通过确定保护失效的后果和风险评估指标,进一步制定了距离保护风险评估的详细流程。最后,以IEEE 3机9节点系统为例,分析了其距离保护原理性失效风险。分析结果表明,该方法能有效适应智能电网要求,可准确计算继电保护系统的失效概率和运行风险,并可发现保护系统的部分潜在风险。     

基于风险性的继电保护装置可靠性计算

从风险性角度给出了一种评价工矿企业电网继电保护装置可靠性的指标,该指标综合考虑了保护装置的正确不动作事件、失效事件的后果以及被保护设备故障率等因素;将保护装置的拒动失效事件分为不扩大拒动状态和扩大拒动状态,建立了保护动作的马尔可夫模型,运用状态空间法求解出保护装置的可靠性。以失效事件造成的损失最小为目标,确立了可靠性与定期维护周期之间的关系。算例分析结果表明,本文建立的完备概率模型及采用的可靠性计算指标为研究继电保护装置性能,提供了一种新的分析思路。     

基于ADMM算法的主动配电网分层优化经济调度

主动配电网(active distribution network,ADN)因其具有调度控制灵活、用户交互性高、能源利用率高等特征正逐渐取代传统配电网,在系统安全运行的前提下实现了经济性最优的目标。文章充分考虑配电网整体运行的经济性,提出一种基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的主动配电网分层优化经济调度方法。首先,以最小配电网整体运行成本为目标建立了主动配电网分层优化调度模型,借助ADMM算法分解为上下两层进行求解,上层以最小化配电网整体运行成本为目标进行优化,下层考虑配电网内部节点接入的分布式光伏和储能单元,以最小化本地储能运行成本和购电成本为目标进行优化。其次,上下两层通过有限的边界信息交换,相互迭代,直至满足收敛条件,得出最优解。最后,通过设计算例进行测试,验证了所提调度方法的有效性和可行性。     

基于ADMM算法的主动配电网分层优化经济调度

主动配电网(active distribution network,ADN)因其具有调度控制灵活、用户交互性高、能源利用率高等特征正逐渐取代传统配电网,在系统安全运行的前提下实现了经济性最优的目标。文章充分考虑配电网整体运行的经济性,提出一种基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的主动配电网分层优化经济调度方法。首先,以最小配电网整体运行成本为目标建立了主动配电网分层优化调度模型,借助ADMM算法分解为上下两层进行求解,上层以最小化配电网整体运行成本为目标进行优化,下层考虑配电网内部节点接入的分布式光伏和储能单元,以最小化本地储能运行成本和购电成本为目标进行优化。其次,上下两层通过有限的边界信息交换,相互迭代,直至满足收敛条件,得出最优解。最后,通过设计算例进行测试,验证了所提调度方法的有效性和可行性。     

基于风速时间周期特征的风电并网系统风险评估方法

目前的风电并网系统风险评估方法多采用风速的概率分布模型,评估的是系统全年的风险指标,不能反映风速和系统风险的时变特征。提出了风速的时间周期特征,并将其描述为风速长期、平缓的月变化趋势和短期、快速的日波动特征两部分的叠加。用时间周期拟合函数表示风速的月变化趋势,用服从特定概率分布的随机变量表示风速的日波动特征,通过对多年风速样本进行曲线拟合来建立风速的时间周期特征模型。根据该模型模拟得到的时变风速建立风电场出力模型,采用蒙特卡洛模拟方法计算风电并网系统中长期风险指标,反映了系统风险的时变特征。以IEEE-RTS79系统及某风电场实际风速为例,验证了所提方法的有效性。评估结果可为电力系统规划、中长期调度和月发电计划制定等提供重要参考。     

基于多源协同的区域分层能源综合调度优化

为解决区域综合能源的调度优化问题,提出了基于多级能源协同的区域分层能源综合调度方案。分析了多级能源区域协调系统特点以及分层优化需求;建立了双层优化模型,上层优化输电网经济成本,下层优化微网运行成本,二者通过联络线交换功率形成信息流,利用典型算法对本文提出模型进行求解。通过仿真分析了所提方法的有效性,对比了微网联网运行和孤岛运行模式下的系统经济性,说明了双层优化的合理性,即在不同的可响应负荷水平下,相比孤岛模式系统成本下降在11%~17%之间。     

基于层次分析-熵权组合法的架空输电线路综合运行风险评估

针对当前多种气象灾害对架空输电线路的共同影响研究的不足,提出采用层次分析-熵权组合方法综合评估各气象灾害对架空输电线路的影响程度。通过层次分析法确定主观权重,熵权法确定客观权重,主客观结合,并利用最小二乘法组合优化,确定各风险权重。由此建立了采用风险权重、风险概率、风险后果来表征线路综合运行风险的评估模型。最后,将该模型应用于某区域电网线路,通过具体实例验证了该评估模型的可行性。     

远程备用智能保护一体化中心架构可靠性研究

针对双重化智能站域保护在检修、故障退出、灾变恢复等多种场景时可靠性不充分的问题,提出远程备用智能保护一体化中心(Remote Duplicate Configuration Smart Protection Center,RDCSPC)的继电保护新架构。选取系统可靠度作为可靠性衡量指标,运用马尔可夫状态空间法原理,建立RDCSPC架构各运行方案的转移密度矩阵。确定其失效率、修复率与各状态之间的逻辑关系,结合保护系统本身拒动概率、误动概率,给出其可靠度数学表达式。通过算例定量分析RDCSPC与就地智能站域保护配合的各种运行方案的可靠性,验证了RDCSPC保护架构对系统的可靠性具有明显的提升效果。