電網運行趨勢實時安全評估方法
2023-12-01 17:05:11
電網運行趨勢實時安全評估方法
【專利摘要】本發明公開了一種電網運行趨勢實時安全評估方法，包括如下步驟：劃分電網內部元素；確定區域用電側的重要度；得出區域發電側的重要度；得出聯絡線的重要度；對各區域用電側的重要度、各區域發電側的重要度和各聯絡線的重要度執行歸一化處理；對電網的衝擊事件進行統一量化；確定任一電網內部元素在不同運行趨勢等級下的概率，並得到評估矩陣；確定各電網內部元素的運行趨勢；本發明既可滿足在線評估的快速性需求，又可兼顧狀態指標的全面性，在保證計算精度的前提下大幅減少計算量。
【專利說明】電網運行趨勢實時安全評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網運行趨勢安全評估【技術領域】，具體為一種電網運行趨勢實時安全 評估方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國電網的迅猛發展以及智能化電網的建設，電網運行方式將變得更為復 雜，控制也隨之愈加困難，如何準確、快速、全面地評估電網的安全水平，並以此為依據制定 合理的控制策略和應急預案，成為了避免大規模停電事件的關鍵；電網實時安全評估大致 可分為電網運行狀態與電網未來趨勢評估兩個方面，簡稱態勢評估；其中，態是指電網單一 時間斷面的靜止狀態，包括當前態和未來態，而勢是指電網的運行趨勢，是聯繫電網當前態 和未來態的紐帶，是當電網遇到外部環境改變時從當前態轉化為未來態的動態過程，在電 網實時安全評估中，態和勢二者均不可或缺；隨著時間的向前推進，電力系統的運行狀態在 不斷變化和演進，一般是利用連續不斷的靜態斷面對其描述並進行分析，其被稱之為運行 狀態評估，運行狀態評估是靜態的評估，體現著某一時刻電網各個側面的運行狀態，是監視 電網運行的重要工具，同時也是實時安全評估中的基礎環節；狀態之間的動態過程，其演進 方向可被稱之為趨勢，趨勢評估是動態的評估，反映著短期內電網的運行走勢；實際運行 中，調度人員對未來的運行狀態即趨勢更為關注，也更關注對趨勢的在線評估，這是因為趨 勢可反映電力系統未來的狀態，與之相比，狀態由於是目前的已發生的正在運行的情形，故 調度人員容易把握，同時，電網內部和外部事件均會導致運行狀態的不斷改變，而這些內外 因素所造成的電網狀態改變的表徵，既無法在靜態的狀態指標中予以體現，又難以在短時 間內給出精確的分析結果，所以給調度人員造成極大的認知負擔和心理壓力。
[0003] 目前電網的安全評估方式分為兩類，其中一類方式是從電網運行狀態的評估出發 給出確定性狀態指標體系，如文獻《基於最優乘子潮流確定靜態電壓穩定臨界點》、《暫態穩 定性分析中的確定性方法和概率性方法》等中從電壓穩點、功角穩定、拓撲結構脆弱性等單 一側面去評估電網的安全性，如文獻《電網安全評價的指標體系與方法》中提出的評估指 標體系包括安全供電能力、靜態電壓安全性、拓撲結構脆弱性、暫態安全性、風險指標五個 方面，從不同的側面建立了安全指標體系；另外一類方式是基於預想故障集合，給出電網的 未來運行風險指標，如文獻《基於風險的電力系統安全預警的預防性控制決策分析》中定 量分析電力系統的運行狀態並轉換為風險指標，根據系統低電壓、過負荷和電壓失穩三種 風險指標，綜合表徵系統的安全等級，如文獻《面向調度運行的電網安全風險管理控制系統 (二）風險指標體系評估方法與應用策略》中建立了事件越限風險與事件驅動風險相結合 的指標體系；由上可以看出，由於確定性指標體系能夠直觀且全面地反映電網當前的實時 運行狀態，故得到廣泛的應用；但確定性指標體系只著眼於電網的當前態，缺乏對電網運行 趨勢的評估，而調度人員更為關心的是電網的發展趨勢，所以在實時安全評估中這類確定 性的指標體系並不能很好地滿足調度需求；同時，若依據當前態的指標進行風險分析來獲 取當前系統運行趨勢，則由於指標體系本身十分繁雜，且趨勢變化影響因素眾多，導致計算 量巨大，無法滿足電網實時安全評估的速度要求；另外，關於電網發展趨勢風險性指標的研 究，均集中在單一側面的精細描述或指標體系的簡化，而該種作法又會導致趨勢評估的不 全面，難以實用。
[0004] 因此，電網運行趨勢評估的關鍵，是在短時間內準確、快速、全面地判斷電網的運 行趨勢；由於電網是個龐大的動態系統，對全網運行狀態的每個側面進行趨勢評估會造成 巨大的計算量，在實時評估中並不現實；同時，由於問題所關注的是短期動態行為，內外部 事件發生的概率可以明確，故電網運行趨勢的走向亦在大概率上可以明確，具備分析的基 礎，但即便如此，由於系統規模大、運行涉及因素多，分析起來仍然十分複雜，難以在線實 施。
【發明內容】
[0005] 本發明針對以上問題的提出，而研製一種電網運行趨勢實時安全評估方法。
[0006] 本發明的技術手段如下：
[0007] -種電網運行趨勢實時安全評估方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟1 :將電網劃分為若干個互聯區域，根據區域內各部分的功能、以及各區域之 間的聯接關係劃分電網內部元素；所述電網內部元素包括任一區域的發電側、任一區域的 用電側、以及互聯區域之間的聯絡線；
[0009] 步驟2 :確定區域i用電側的重要度Aiffi，其中i為電網的任一區域；
[0010] 步驟3:利用公式
【權利要求】
1. 一種電網運行趨勢實時安全評估方法，其特徵在於包括如下步驟： 步驟1 :將電網劃分為若干個互聯區域，根據區域內各部分的功能、以及各區域之間的 聯接關係劃分電網內部元素；所述電網內部元素包括任一區域的發電側、任一區域的用電 偵I以及互聯區域之間的聯絡線； 步驟2 :確定區域i用電側的重要度Aiffi，其中i為電網的任一區域； 步驟3 :利用公式Λ發=
< 為用得出區域ζ發電側的重要度Az s，式中Ν表示電 網內部元素集合、PizS表示區域i用電側使用的區域z發電側所發出的功率、Piffi表示區域 i用電側的負荷功率、z為電網的任一區域； 步驟4 :利用公式輸=
x馬用得出聯絡線y的重要度AySi，式中N表示電網 內部元素集合、PiyS5表示通過聯絡線y傳輸到區域i用電側的功率、Pi^表示區域i用電側 的負荷功率； 步驟5 :對各區域用電側的重要度、各區域發電側的重要度和各聯絡線的重要度執行 歸一化處理； AP 步驟6 :根據公式X = 對電網的衝擊事件進行統一量化，式中X表示表示衝擊 ^s.m Μ) 事件的量化值、ΔΡ表示衝擊事件對某一電網內部元素造成的功率變化量、Ps.m表示某一電 網內部元素的穩定功率極限、匕表示某一電網內部元素的當前功率； 步驟7 :預設包含多個不同運行趨勢等級的評估集，根據得出的衝擊事件量化值X和設 定的三角形隸屬度函數確定任一電網內部元素在不同運行趨勢等級下的概率，並得到評估 矩陣R ;所述設定的三角形隸屬度函數為=
所述評估集為{:十分嚴重、嚴重、輕微影響、無影響};所述評估矩陣R中每一行各元素分別 表徵某一電網內部元素在不同運行趨勢等級下的概率； 步驟8 :通過將評估矩陣R與第一預設矩陣p、第二預設矩陣q進行比較，確定各電網內 部元素的運行趨勢； 步驟9 :對於運行趨勢為輕微影響或無影響的電網內部元素，則繼續採用原有的控制 策略；對於運行趨勢為十分嚴重的電網內部元素，則採用緊急控制策略；對於運行趨勢為 嚴重的電網內部元素，則針對該電網內部元素進行進一步的功率平衡指標、功角穩定指標、 網絡安全指標、電壓穩定指標、頻率安全指標、電壓安全指標和頻率穩定指標計算； 步驟10 :利用公式*/ =
得出電網對應不同運行趨勢等級的可信度 bj，式中am為第m個電網內部元素的重要度，Μ為電網內部元素的總數，rmj為評估矩陣的元 素，m=l、2、…M, j = l、2、3、4。
2. 根據權利要求1所述的一種電網運行趨勢實時安全評估方法，其特徵在於在步驟7 和步驟8之間還具有如下步驟： 將評估矩陣R中對應運行趨勢為輕微影響和無影響的兩列進行比較，針對運行趨勢為 無影響的概率大於運行趨勢為輕微影響的概率的電網內部元素，則該電網內部元素的運行 趨勢為無影響，同時針對該電網內部元素繼續採用原有的控制策略。
3. 根據權利要求2所述的一種電網運行趨勢實時安全評估方法，其特徵在於所述步驟 8具體包括如下步驟： 步驟81 :將評估矩陣R中對應運行趨勢等級為輕微影響的列與第一預設矩陣p進行比 較，當某一電網內部元素的運行趨勢為輕微影響的概率大於第一預設矩陣P的相應元素， 則該電網內部元素的運行趨勢為輕微影響；所述第一預設矩陣P的各元素 pm = a 1+(am-l/ Μ) X β i，其中am為第m個電網內部元素的重要度、Μ為電網內部元素的總數、a i和β i為 預設係數； 步驟82 :將評估矩陣R中對應運行趨勢等級為十分嚴重的列與第二預設矩陣q進行比 較，當某一電網內部元素的運行趨勢為十分嚴重的概率大於第二預設矩陣q的相應元素， 則該電網內部元素的運行趨勢為十分嚴重；所述第二預設矩陣q的各元素 qm = a 2-(am-l/ Μ) X β 2，其中am為第m個電網內部元素的重要度，Μ為電網內部元素的總數，α 2和β 2為 預設係數； 步驟83 :排除運行趨勢為無影響、輕微影響和十分嚴重的電網內部元素，其餘電網內 部元素的運行趨勢為嚴重。
【文檔編號】G06Q50/06GK104299070SQ201410468730
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】李衛東, 王海霞, 王斌琪 申請人:大連理工大學