智能电网的发展对大电网可靠性评估的影响

智能电网是未来电力系统发展的重要方向。与传统电网相比,智能电网涉及到大量的新型发输电设备,必然会给大电网可靠性的评估带来影响。以计及储能装置的风力发电、高压/特高压直流输电、柔性直流输电系统、柔性交流输电技术、电动汽车等技术为例,分析了其对大电网可靠性的影响,以及新技术在接入电网时应注意的问题,最后结合智能电网的发展进程,提出了未来大电网可靠性评估领域重点发展方向。     

大电网可靠性评估的指标体系探讨

随着我国电力市场的不断发展、输电网的逐步开放以及独立发电商的出现,传统的大电网可靠性评估指标体系无法满足要求,故应尽快建立新形势下的电网可靠性评估体系。文中在回顾和总结了近年来国内外在建立大电网可靠性评估指标体系方面研究进展,探讨了电力市场条件下可靠性研究的新方向、可靠性指标评价的新标准、最优可靠性对指标体系的新要求及大电网可靠性灵敏度分析等问题,并对该领域的研究进行了展望。     

大电力系统可靠性评估的灵敏度分析

大电力系统可靠性指标的灵敏度可以深刻反映系统可靠性与电网结构的相关信息,利用这些信息可以发现钳制系统可靠性的薄弱环节,从而为系统规划和运行提供重要的指导意见.文章完整地推导了失负荷概率、失负荷频率和电力不足期望等大电力系统可靠性指标对元件有效度、无效度、故障率和修复率的灵敏度.利用基于线性规划的最优负荷削减模型中等式和不等式约束的拉格朗日乘子的数学含义,导出了电力不足期望对元件容量的灵敏度.最后通过对IEEE-RTS79测试系统的可靠性评估验证了上述灵敏度分析的有效性和正确性.     

大电网可靠性评估的随机响应面法

为定量分析元件可靠性参数的不确定性对大电网可靠性评估的影响,采用计及元件故障率和平均修复时间的随机性引入随机响应面法,通过少量计算,建立了大电网可靠性指标的函数表达式,继而得到指标的期望和方差;为提高可靠性参数非正态假设下的计算收敛速度,提出了基于广义混沌多项式的随机响应面法;为验证所提方法的正确性和有效性,采用RBTS测试系统进行了可靠性评估分析。测试结果表明：基于上述函数关系,可量化分析可靠性参数的不确定性对大电网可靠性评估的影响,易辨识出系统可靠性的薄弱参数,可为规划和运行人员进行可靠性改善研究时提供参考。     

考虑系统暂态稳定性的电网可靠性评估方法

传统的电网可靠性评估方法主要基于系统充裕性分析,即系统在规定运行要求下满足系统负荷需求的能力,以此评价电网的供电可靠性。提出一种新的可靠性评估方法,它不仅对系统进行充裕性分析,而且通过位能边界曲面方法（PEBS）对电网进行暂态稳定性分析,从而拓展了电网可靠性评估范围,并在此基础上计算出相应的可靠性指标,最后通过一个算例说明所提方法的有效性。     

北美电网可靠性评估标准发展动态及对我国电网规划的建议

近年来随着高比例可再生能源接入电力系统,电力系统运行的可靠性面临越来越严峻的挑战。文章总结了北美电力可靠性公司(North American Electric Reliability Corporation, NERC)所做的针对北美电网长期可靠性评估准则的主要内容及其最新发展,阐述了影响北美电网可靠性的主要因素,在此基础上分析了高比例可再生能源对电网可靠性的影响情况和改进建议。最后,文章结合我国电力系统规划与运行发展情况进行了分析,针对我国在完善电力系统可靠性标准、电力统筹设计与规划、新能源大规模并网消纳等方面提出建议。     

北美电网可靠性评估标准发展动态及对我国电网规划的建议

近年来随着高比例可再生能源接入电力系统,电力系统运行的可靠性面临越来越严峻的挑战。文章总结了北美电力可靠性公司(North American Electric Reliability Corporation, NERC)所做的针对北美电网长期可靠性评估准则的主要内容及其最新发展,阐述了影响北美电网可靠性的主要因素,在此基础上分析了高比例可再生能源对电网可靠性的影响情况和改进建议。最后,文章结合我国电力系统规划与运行发展情况进行了分析,针对我国在完善电力系统可靠性标准、电力统筹设计与规划、新能源大规模并网消纳等方面提出建议。     

基于非序贯蒙特卡洛法的复杂大电网可靠性评估

由于大电网规模庞大,传统的评估方法不能从时间角度和运行条件评估其可靠性,因此需要一种高效率、高精度的评估方法对大电网进行可靠性评估。对此,基于传统序贯蒙特卡洛法,提出了非序贯蒙特卡洛法,并结合重要抽样法,对大电网可靠性评估指标进行计算。该算法在满足精度要求的前提下,提高了序贯蒙特卡洛算法的计算效率。最后通过发输电评估系统IEEE-RST79验证该算法的可行性。     

大电网可靠性评估的元件模糊重要度辨识

电力系统元件可靠性参数如故障率和修复率等具有明显的不确定性特征,但传统元件重要度辨识方法却假定元件可靠性参数为已知常数。应用模糊数描述元件修复率和故障率等统计参数的不准确性,通过相应模糊数运算法则计算了系统元件的模糊重要度指标,并采用重心法、中值法和α-截集法等去模糊方法,将模糊重要度指标进行归一化表达,可有效辨识参数不确定时对系统可靠性影响显著的元件,揭示了元件可靠性参数的模糊性对系统可靠性指标的影响。通过对RBTS和IEEE-RTS79系统的元件模糊重要度指标的计算和分析,辨识了系统的薄弱环节,验证了模糊重要度方法的正确性和有效性。     

韶关电网可靠性评估及薄弱环节分析

针对韶关电网的现状和主要特点,对韶关电网可靠性充裕度评估的方法和建立的数学模型进行了研究。以2009年韶关电网110 kV及以上主网的3种典型运行方式为评估对象,利用蒙特卡洛算法对韶关电网进行充裕度评估,并对韶关电网的可靠性薄弱环节进行分析,最后提出了增强韶关电网可靠性的措施。     

输变电系统可靠性评估中设备故障率预测方法研究

由于输变电设备在地域分布上的复杂性、运行状态的随机多样性,使得输变电设备故障率具有时变性、随机性等特点。同时由于反映设备故障的信息获取困难,故难以应用常规的回归分析法、分解分析法等时间序列分析法建立准确的故障率预测模型。文中以全网输变电设备故障率为研究对象,提出了一种基于自回归-移动平均混合模型(ARMA模型)的输变电设备故障率预测方法,克服了常规解析法进行输变电设施可靠性评估信息获取困难的缺点,能有效提高全网输变电设施可靠性评估的合理性和准确性。最后,对220k V输电线路故障率进行了预测,结果表明,所提预测模型具有较高的精度,能够满足实际工程的应用要求。     

电力系统可靠性评估的不确定性数学模型探讨

介绍不确定性数学理论及其在电力系统可靠性分析中的应用。提出了基于不确定性数学理论的电力系统可靠性评估方法的总体框架：用相匹配的不确定性数表示原始参数：用随机性处理故障状态发生及状态转移等随机事件和过程;用模糊数学、灰色数学和未确知数学或其综合处理具有模糊性、灰色性和未确知性的参量、事件和过程;最后把不确定性数代入计算可靠性指标。该框架包含了常规的可靠性评估方法、模糊可靠性评估方法和基于区间分析等理论的方法．给出了可以提供更多信息量且计算量不大的可靠性评估方法。将综合处理随机信息、模糊信息、灰色信息和未确知信息的不确定性数学理论应用于电力系统可靠性分析．为建立更合理的电力系统可靠性模型和评估方法提供了一种新途径。     

Probabilitic flows for reliability evaluation of multiarea power system interconnections

The development of a solution method and computer program for the evaluation of multiarea reliability is reported. An interconnected power system is modelled as a capacitated network with probabilistic arc capacities. The proposed solution method consists of an analytic state space decomposition phase and a Monte-Carlo simulation phase. An optimization problem is solved to minimize the total computational time for the two phases. The solution of the optimal mix problem determines the termination of the decomposition phase and the size of sample for the Monte-Carlo phase. A new reliability index, the inadequate transfer capability, is introduced. This measure indicates the relative effectiveness of either increasing existing capacities or opening new interconnections between two areas. The proposed method has been incorporated into a computationally efficient production grade software package, called Remain (Reliability Evaluation of Multiarea Interconnections). The application of Remain to a seven-area example for planning-system enhancement is given. Computational-times data is also presented.     

电力系统可靠性评估的共模故障模型研究

共模故障是电力系统可靠性评估中常见的一种故障模式。针对传统共模故障模型的不足,提出了2种新的共模故障模型,即独立模型和容量模型。利用这2种模型,可分别公式化求得系统各个状态和各个容量水平的可靠性指标,结果准确,求解速度快。最后,对3种模型各自的优缺点进行分析和比较,由所提2种模型求得的可靠性指标是准确的,两者在理论上也是等价的,所得结果对电力系统可靠性评估有一定的指导意义。     

大电力系统可靠性评估的系统状态抽取方法研究

大电力系统可靠性评估算法包括3个基本步骤:系统状态抽取、系统状态分析和系统可靠性指标的更新。其中系统状态抽取是大电力系统可靠性评估中的重要起始环节。详细讨论了大电力系统可靠性评估的4种系统状态抽取方法,即状态枚举、状态抽样、状态转移抽样和状态持续时间抽样的基本原理,分析了它们的优缺点,并用RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统进行分析研究。研究结果表明,不同的系统状态抽取方法具有不同的适用范围,并对可靠性评估的计算效率有重要影响。     

考虑数据中心负载灵活性的电力系统运行可靠性评估方法

大数据时代数据中心的规模逐年攀升,并且具有高能耗、高弹性和互联互通的负载灵活性。然而当前电力系统运行可靠性评估研究忽略了数据中心的负载灵活性,导致评估结果不准确,且无法反映数据中心的能效状态。为此,首先基于数据中心之间的互联互通和算力负载异地转移特性,提出了数据中心负载灵活性模型。其次,建立了包含数据中心能效与运行可靠性贡献等指标的电力系统运行可靠性评估指标体系。并进一步考虑电负荷、数据中心算力负载和风光等随机性因素,建立了考虑数据中心负载灵活性的电力系统运行可靠性评估模型,提出对应评估方法。最后,通过IEEERTS算例和实际电网算例进行仿真,结果表明数据中心的负载灵活性不仅有助于可再生能源消纳和电力系统安全可靠运行,还有助于数据中心节能降耗。     

电力系统元件可靠性基础数据统计分析

采用国际通用方法,对中国电力企业联合会可靠性管理中心所发布的电力系统元件可靠性统计数据进行了统计与分析,给出了中国电力系统元件2001～2005年的平均可靠性指标(包括发电机组、输变电设备、直流输电系统、直流系统主要可靠性指标)以及6个在运直流系统的平均可靠性指标;并针对交直流互联系统可靠性评估的特殊性,对我国当前直流系统可靠性数据的统计内容和方法中存在的一些不足进行了探讨.     

识别电力系统密集振荡模式的模态灵敏度方法

密集振荡模式可能会对电力系统动态特性产生重要影响,研究这种影响具有重要意义,而识别密集振荡模式是进行相关研究的基础。在分析机械力学领域密集模式判定方法的基础上,提出了一种识别电力系统密集振荡模式的模态灵敏度方法。该方法计算简单,能有效识别密集振荡模式,根据模态灵敏度信息还可以判断振荡模态的变化趋势。采用10机和24机两个算例验证了所提方法的有效性。     

电力系统可靠性基本数据的统计分析

电力系统元件可靠性数据的统计分析对电力工业有重要意义。本文按国际通常采用的方法对现有的数据进行了收集、整理和统计分析 ,给出了我国电力系统元件 1995～ 1999五年的平均可靠性指标。统计结果具有重要的实用价值 ,已应用于江苏田湾核电站外电网运行可靠性分析项目中。     

考虑用电可靠性的客户用电信息管理系统

为解决现有供电可靠性指标无法反映客户用电真实情况的问题,从客户安全可靠用电的角度,提出客户用电可靠性的概念和评价指标,并根据其特点和要求设计一套考虑用电可靠性的用电信息管理软件,在软件内建立考虑用电可靠性的系统主站停/来电判断逻辑,加入自适应阈值,对客户用电情况进行实时分析,帮助电网员工对客户停电事故进行快速反应,缩短客户用电中断时间,提高用电可靠性,并记录用电中断时间等基本信息,为后续可靠性统计工作提供基础数据并对用电可靠性作出评估。最后通过具体案例分析验证了软件的运行效果。