恶劣天气下基于N-2故障组合剪枝法的电网多重故障风险评估

预想事故集筛选是电力系统多重故障风险评估的关键部分,现有筛选方法容易将大量高概率低风险故障加入预想事故集或是生成预想事故集的过程涉及复杂网络拓扑计算,影响风险评估效率。因此,本文提出了一种基于N-2故障组合剪枝预想事故集快速筛选方法。首先,利用低维度的风险信息来进行剪枝操作,生成多个剪枝后的故障状态树。然后,使用回溯算法完成树的深度优先遍历,得到满足故障概率阈值且风险指标高的多重故障组合,筛选合并后作为预想事故集。最后,以IEEE-RTS 79系统作为测试对象,应用所提方法进行多重故障风险评估。结果表明：所提方法的风险评估结果在算例中与N-4故障遍历的评估结果相当,计算效率有明显提升。所提方法适用于恶劣天气下电网多重故障扫描和预想事故排序,为电网风险防控提供快速计算方法。     

考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法

为了有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响,提出了一种考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法。假设各新能源发电出力为均值,建立N-1故障场景下确定性的电压稳定临界点模型,根据所得的故障后负荷裕度筛选得到严重故障集。考虑风电和光伏发电的随机分布,建立故障场景下的电压稳定概率评估模型,采用随机响应面法求解获得故障场景的负荷裕度累积概率分布。根据负荷裕度累积概率分布,设计了2种故障后系统电压稳定性的排序指标,确定严重故障集的排序。IEEE 118节点标准系统的计算结果表明,所提故障筛选与排序方法是有效的,可以甄别和排序各故障场景下系统的概率静态电压稳定性;根据故障排序结果构建的电力系统概率电压稳定域有助于对概率稳定边界的分析和研究。     

基于故障影响范围的风险场景筛选方法

在电网风险评估中，需要考虑的风险场景众多，特别是多重故障场景数量巨大，给风险评估指标的在线计算造成了严重困难。提出了一种基于故障影响范围的风险场景筛选方法，该方法将存在支路越限的N-1故障和存在解列情况的N-2故障归入风险场景集，并基于支路开断因子确定N-1故障影响范围；分析了各N-2故障的故障影响范围交叠情况，在此基础上采用快速潮流计算，根据是否存在支路潮流越限筛选得到风险场景集。仿真算例表明，上述方法可大幅提升风险场景，特别是多重故障风险场景的辨识速度，更好满足了在线风险评估的应用要求。     

N-2组合故障集的暂态功角稳定在线快速评估

大电网中N-2组合故障数目巨大,若对每个组合故障分别进行暂态功角稳定评估,难以满足在线评估的时间要求。基于N-2组合故障中第一个元件故障的暂态功角稳定在线评估结果(裕度和主导群发电机的参与因子),结合第一个元件故障的暂态功角稳定主导群中发电机的有功功率对第二个开断元件有功功率的灵敏度,计算出N-2组合故障的暂态功角稳定严重程度排序指标。通过优先对排序在前位的组合故障进行基于详细模型时域仿真的暂态功角稳定量化评估,直至排序号连续的多个组合故障的暂态功角稳定裕度都大于0,则直接判定排序在其后的所有组合故障均是暂态功角稳定的,从而满足N-2组合故障集暂态功角稳定在线评估对计算速度的要求。实际电网算例验证了该方法的有效性。     

一种三级协调的配电网预想故障筛选与排序方法

为了提高配电网预想故障集筛选和排序的快速性、准确性,文章以配电网历史故障数据和运行数据为基础,提出一种三级协调的配电网预想故障筛选与排序方法。采用层次云理论计算故障情况下电压、短路电流、有功功率、无功功率损耗和功率因数之间的权重关系,并通过预处理构建支路参数筛选指标,对预想故障集进行预筛选以缩小故障筛选范围。利用π型支路模型,提出基于同步相量测量装置(Phasor Measurement Unit, PMU)的负荷裕度筛选指标和基于PMU的电压稳定排序指标,实现对严重故障的快速筛选与排序。实例分析表明：该方法能全面、准确、高效地实现系统预想故障集筛选与排序。     

计及源-荷功率波动性的静态电压稳定故障快速筛选和排序方法

为有效分析新能源发电与负荷的随机波动下设备故障对电压稳定性的影响,基于局部电压稳定指标(L指标)提出了一种计及源-荷功率波动性的静态电压稳定故障快速筛选和排序方法。首先,推导了L指标及其变量的全微分方程,进而给出了系统网络拓扑结构和节点注入功率变化时L指标的线性化计算公式;其次,选取基准运行方式进行潮流计算获得初始状态值,并提出采用带校正的线性化方法计算各预想事故下的L指标进而筛选得到严重故障集;然后,结合新能源与负荷功率曲线值与基准运行点的偏差,计算严重故障集内的L指标并进行故障的时段排序;最后,综合比较时序分析结果得到最终的故障排序。算例结果验证了所提方法的可行性和有效性,与现有方法相比可以在保证故障排序结果准确度前提下显著提升计算效率,对含新能源电力系统静态电压稳定故障快速筛选和排序具有一定参考和借鉴意义。     

基于故障影响域的多重预想故障集筛选方法

针对省级电网静态安全分析中多重预想故障数量庞大以及由此带来的计算效率低下、耗时过长等问题,研究并实现了一种基于故障影响域的多重预想故障集自动筛选方法。首先,利用转移系数表示某设备在其他设备开断前后的有功潮流变化;随后,根据转移系数将开断后潮流明显增大且接近短时过载能力的设备划归为此开断设备的故障影响域;最后,根据分析不同预想开断的故障影响域之间的关系确定需要重点关注的N-2多重故障集。此方法原理简单,容易编程实现。通过在IEEE 39节点系统和省级电网中的成功应用证明了此方法的可靠性和实用性。     

基于期望损失指标的电力系统故障筛选和排序

为了避免在故障筛选与排序中只考虑故障的严重程度,提出了一种新的故障筛选和排序的方法。它是以动态安全域的求解为基础,以故障的期望损失作为筛选和排序的指标,同时考虑故障发生时电力系统的经济性与随机性两个方面,更符合实际情况。首先,根据经验故障集,用小范围解析法计算电力系统发生故障时的动态安全域,从而求解发生故障时的改进的概率不安全指标和期望损失,根据故障在故障集中的比例筛选出期望损失比较大的故障线路,将其放入筛选集中。然后,根据误差比例控制曲线,控制计算动态安全域的精度,重新计算筛选集中电力系统发生故障时的动态安全域、期望损失和它们所占的比例,依据此比例进行排序。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。     

基于故障风险指标排序的安全约束最优潮流

安全约束最优潮流(SCOPF)是一种常用的电力系统运行调度方法,但由于需要考虑大量的预想事故,问题的求解十分困难。如何加快SCOPF的求解速度是现阶段研究的热点问题。在传统的基于故障严重度排序的安全约束最优潮流基础上进行改进,采用改进过载风险指标代替传统的严重度指标,并考虑电力网络实时的天气状况,提出了一种新型的基于故障过载风险指标排序的安全约束最优潮流算法。算例分析表明,该算法所采用的故障集更小,具有迭代速度快、安全性高和经济性好的特点,可为调度员的运行决策提供重要参考。     

电力系统并行输电断面风险评估的研究

电力系统的连锁过载跳闸往往发生于故障支路所在的并行输电断面上。通过分析,确定了一种并行输电断面内支路过载跳闸的风险评估指标,并将相关支路归为一个集合——高风险支路集,利用指标数值比较可达到判别发生连锁过载跳闸并缩小系统安全性分析对象范围的目的。该评估指标有效计及了前后故障之间的相互影响和累积效应,克服了采用传统N-1系统安全准则及N-m安全准则的事故筛选机制的不足。采用中国电科院CEPRI 36节点系统进行了仿真计算,结果表明了该方法的有效性和可行性。