暂态稳定性分析中的确定性方法和概率性方法

首先简要讨论了传统的确定性暂态稳定分析中存在的问题，在此基础上引入概率性暂态稳定分析方法，重点介绍了暂态稳定性分析中的不确定性因素和相应的建模方法。总结了现有的概率暂态稳定性仿真方法和指标。最后，对暂态稳定分析中的确定性方法和概率性方法进行了系统的比较。     

暂态稳定分析中的风险评估方法

首先讨论了暂态稳定分析中传统确定性方法存在的问题,以及在市场环境下概率性暂态稳定分析方法的不足,在此基础上引入了暂态稳定分析中的风险评估方法,重点介绍了暂态稳定分析中的随机因素以及相应的建模方法,并建立了市场条件下系统暂态失稳给发电方、输电方、用户及整个系统造成损失的后果模型.最后对暂态稳定分析中的确定性方法、概率性方法以及风险评估方法进行了系统性的比较.     

电力系统暂态稳定性概率评估方法的研究

传统的暂态稳定性分析方法难以反映电力系统故障的随机特性.暂态稳定评估的概率方法是对传统方法的重要补充,但其计算量较大.文章通过分析故障切除时间的统计特性和不同类型故障的严重程度提出了基于归一化暂态能量函数的暂态稳定性概率评估策略.该策略只需对系统中的一'小部分严重故障进行暂态稳定性计算,因而能够极大地提高暂态稳定概率分析的效率.文章通过新英格兰10机39节点典型系统的算例说明了该评估策略的有效性和实用性.     

暂态稳定约束下收益最佳TTC评估方法

传统的考虑暂态稳定约束的极限传输容量(TTC)研究采用确定性分析方法。由于忽略了不同故障发生的概率,确定性方法的计算结果难以充分发挥输电网络的经济效益。基于风险决策中的期望值准则,提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC评估方法。该方法考虑了不同故障暂态失稳的概率和代价,避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题,因此能够使得电力系统在运行的经济性和安全性之间达到最佳平衡。10机39节点新英格兰典型系统的仿真算例表明了方法的有效性和实用性。     

暂态稳定约束下收益最佳TTC评估方法

传统的考虑暂态稳定约束的极限传输容量（TTC）研究采用确定性分析方法。由于忽略了不同故障发生的概率，确定性方法的计算结果难以充分发挥输电网络的经济效益。基于风险决策中的期望值准则，提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC评估方法。该方法考虑了不同故障暂态失稳的概率和代价，避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题，因此能够使得电力系统在运行的经济性和安全性之间达到最佳平衡。10机39节点新英格兰典型系统的仿真算例表明了方法的有效性和实用性。     

基于风险的电力系统暂态电压崩溃评估

传统的电力系统暂态电压稳定性分析都是采用确定性分析方法。这种方法以最严重但发生概率较低的故障来对系统进行电压稳定的校验,其结果过于保守。风险评估的方法能较好地克服以上缺点。提出了一种计及多种不确定因素的暂态电压稳定风险评估方法。该方法将防止系统暂态电压崩溃而采取的控制措施造成的控制成本作为系统失去暂态稳定性的严重度,并...     

利用DSA Tools的功角稳定性概率评估方法

为计及各种不确定性因素及其影响,并在此基础上实现对复杂系统稳定性水平的综合评估,提出一种基于专业电力系统分析软件DSA Tools实现功角稳定性概率评估的方法。计及系统运行工况、故障场景及故障后保护和重合闸行为的不确定性,基于蒙特卡罗概率模拟思想,通过动态创建DSA Tools稳定分析作业及调用稳定计算引擎实现小扰动稳定及暂态稳定的概率分析与评估。与常规确定性稳定分析比较,所提方法可以更全面综合地分析系统特征模式、评估稳定水平及识别稳定性薄弱环节。IEEE17机162节点系统算例验证了所提方法的有效性,为扩展专业软件基础功能、开发概率评估新工具提供了可行思路和途径。     

计及风电随机激励的电力系统暂态稳定分析

为了探讨风电随机激励对电力系统暂态稳定的影响,提出一种基于随机微分理论对含风电电力系统进行建模和稳定分析的方法。首先将异步风机机械功率作为随机激励,在暂态过程中利用伊藤型随机微分方程对异步风机的转子运动方程进行建模,将传统的微分代数方程模型扩展成随机微分代数方程模型;然后针对新的模型,通过时域仿真进行求解,分析风电功率随机波动对电力系统暂态过程的影响。算例结果表明:相比于确定性和概率性暂态稳定分析方法,所提方法能够更好地揭示风电不确定性对电力系统暂态稳定性的影响。     

蒙特卡罗法在电力系统暂态稳定评估中的应用

随着电力系统规模的扩大和运行环境的日益复杂,基于概率的暂态稳定评估计算对于电力系统的规划和运行具有重要的意义。本文基于大电网的暂态稳定分析特点,对蒙特卡罗的状态采样、误差分析与收敛判据等关键内容进行了研究,提出概率暂态稳定性故障抽样模型、评估量化指标,以及基于蒙特卡罗方法的暂态稳定性评估流程。通过南方某省级电网实际算例分析,验证了所提方法在大电网暂态稳定性评估应用中的合理性和有效性。     

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。     

Probabilistic determination of the margin of transient stability

The sensitivity values of the critical clearing angle and the operating angle of a generator connected to an infinite bus through a double-circuit transmission line, with respect to the system parameters and operating variables are evaluated. The limiting values of the parameters and variables within which the system can remain stable are identified. The sensitivities of the margin of transient stability with respect to the various parameters and variables are also determined. Finally a probabilistic evaluation of the transient stability margin has been carried out from the deterministic sensitivity values of the transient stability margin. The results show that probabilistic evaluation of the transient stability margin should be carried out because deterministic studies give conservative results.     

关于暂态稳定不确定性分析的评述

从随机变量、概率模型、概率算法以及特定场景下的暂态稳定评估等方面,回顾国内外对暂态稳定概率分析和风险分析的研究和现状,归纳各种分析方法的原理及优缺点,讨论减少计算量的技术,探讨暂态稳定性概率分析及风险分析的发展方向.指出在计算失稳概率时尽量采用灵敏度分析技术来代替抽样仿真,将大大减少计算量.提出用最优稳定控制的代价来反映经济损失,即用主动停电造成的损失代替系统失稳后不受控停电的损失,使风险值可以实际计算.     

A probabilistic assessment of transient stability

Transient stability assessment deals with the performance of a system when subjected to large disturbances such as faults, sudden loss of load or generation, and line switching. Most of the work carried out in this area has been based on deterministic models. The probabilistic nature of the problem and a method for considering the probabilities associated with the type, location and clearance of system faults have been illustrated in recent papers. The present paper includes the probabilities associated with basic initiating factors in the stability evaluation. Two simple systems have been used to illustrate the results: a single machine, infinite bus system and a 6-bus multimachine system model based on the Saskatchewan Power Corporation transmission system. The impact of different fault types on the transient stability of the system is demonstrated, and a single index of the stability of the overall system for different faults is developed. The difficulties and possible methods of solving transient stability evaluation problems are indicated from a practical system viewpoint.     

发电机变量概率特性计算及对概率稳定的影响

为获得系统多运行方式下发电机交直轴电压、电流和功角等变量的运行范围,并免去传统确定性方法的重复计算过程,提出了发电机变量概率特性的解析计算方法。依据概率潮流的保留非线性算法和随机变量数字特征的基本性质,推导了保留非线性的发电机变量概率特性的计算模型,并改进了系统受扰动后瞬间节点电压协方差的算式。在一8机系统的算例上计算和分析了保留非线性对发电机变量的均值和方差计算精度的改善效果,在此基础上研究了对短路电压均值和协方差计算的影响。算例结果表明所提算法具有较高的计算精度,对后续计算的准确性也有一定的改善。     

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.     

A method for determining probability based allowable currentratings for BPA's transmission lines

Allowable current ratings for Bonneville Power Administration's (BPA) transmission lines are presently based on conservative deterministic criteria. This conservative criteria has served BPA well for many years with minimal cost penalty as most lines have historically been stability limited. Beginning in the mid-70s, a number of BPA's lines have shifted from stability limited to thermally limited, suggesting the conservative assumptions in the present allowable current rating model may be associated with significant cost penalties. A new method, based on probabilistic techniques, is described which diminishes the conservative assumptions in the present deterministic method promising substantial cost savings. General probabilistic equations are developed and the overall technique's philosophy discussed. The probabilistic method revolves around statistical ambient weather models which are reported. Research work has been performed to characterize weather regions in BPA's service area assembling limited statistical weather models for each region. Planned future work is outlined including the development and deployment of a data acquisition system capable of collecting ambient weather data in support of probabilistic line ratings     

基于网损灵敏度二阶指标的电压稳定概率评估

大多数电力系统电压稳定评估主要采用的是确定性的分析方法。简要介绍了概率的分析方法在进行电力系统电压稳定分析中的应用,提出了一种以蒙特卡罗法和网损灵敏度二阶指标确定电压稳定负荷裕度相结合的方法,同时引入两个概率指标———电压崩溃概率指标和电压崩溃点负荷水平期望值。采用该方法对重载下的AEP30节点系统进行了电压崩溃的概率评估,并侧重于分析负荷的随机特性对负荷水平(电压崩溃点)的影响,以及输电线断线的概率评估和相应减小电压崩溃概率的措施比较。     

改进的概率稳定评估方法及其应用

针对概率稳定评估方法中存在的计算复杂性问题，提出了基于改进故障枚举法的分区概率稳定评估模型。并将其应用于总元件数达324个的实际大规模发输电组合系统的可靠性评估中，采用该模型后的计算量仅占常规故障枚举法的0．483％，从而使概率稳定分析达到实用化水平。依据该文提出的算法和计算步骤所得到的概率稳定指标能定量反映系统的安全水平，算例计算表明该方法正确有效，计算结果合理并具有实际参考价值。