[发明专利]一种基于改进的潮流追踪的风险评估中的功率调整方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统风险评估技术领域，涉及一种风险评估中的功率控制方法。

背景技术

目前在安全领域常用的分析方法主要有确定性分析方法、概率分析方法以及风险分析方法等。

确定性方法是在预期的故障发生下，研究系统可靠性水平。系统元件N-1或N-k安全性检验是最普遍的确定性安全分析方法，即在任意一个元件如发电机、变压器、线路或者几个元件同时退出运行时，计算系统中线路潮流、节点电压及系统频率，检验其是否发生偏移现象，如果在这些状态下能够保证系统安全运行，则其余严重程度较低的运行状态全部能够可靠运行。确定性方法只重视最严重的事故，以最坏的情况进行校验，其确定的系统运行点过于保守。考虑到电力系统是一个具有随机特性的系统，负荷水平的波动、元件故障等都具有随机性，确定性方法难以考虑各种状态的概率分布特性，评估结果存在较大偏差。

概率分析方法提出了系统中故障发生概率有差异的概念。考虑了系统的随机性和不确定性，是根据系统中影响安全性的主要随机因素的统计特性，通过计算得到系统和节点的运行参数变化区间和概率指标，从而对系统的可靠性能有一个较为全面和客观的评价。概率分析方法通常单独从失稳概率或失稳后果来分析，并没有综合这两个要素，没有考虑事故造成的经济损失，无法将系统的安全性和经济性指标结合起来考虑系统的安全状况，难以适应电力市场发展的需求。

基于确定性分析方法和概率性分析方法存在的不足，风险评估方法将事故发生的概率与产生的后果结合起来，量化了系统存在的风险，通过其两个要素概率和后果来兼顾技术与经济，将风险和效益联系起来定量地反映了系统的经济安全指标。通常，系统风险的降低意味着系统可靠性的增强，但是为了增加系统可靠性所采取的措施和这些措施所需要的成本应该综合考虑的。若为了增加系统的可靠性，电力系统按照防止最严重故障发生这一原则进行电网扩建和运行，将导致电网运行于过度安全状态下(备用过大，导致投资浪费)。严重的系统故障可能会造成巨大的后果，但其发生的概率可能较小，总体来说可能对系统造成伤害不大，相反，轻微的故障可能对系统造成的后果较轻，但考虑其发生的概率可能相当高，总体来说可能会对系统造成较大的危害。若在系统可靠性进行分析时，若只判定预想事故发生的后果，忽视了事故发生的频率和可能性，容易造成对发生后果严重而概率低的事件过于悲观，而对发生概率高影响小的事件过于乐观，这两种判断分别可能造成电网建设投资成本的增长或后期运行成本的增长。因此我们在评定一个事故时应该将事故发生的所造成的后果和事故发生的概率结合起来，在对一个系统进行判断，评定其风险时，也应该将事故发生的后果和故障发生的概率结合起来进行综合评判。

大电网风险评估的步骤是：确定元件停运模型、选择系统状态并计算状态概率、评估所选择状态的后果、计算可靠性指标。在风险评估的过程中，需要对每一个选择的状态进行潮流计算，当出现违反稳定性情况如节点电压越限、线路过负荷时，需要通过潮流校正措施快速确定切机和切负荷量使系统恢复至正常状态。在系统线路过载后如何在最短的时间内采取尽可能少的措施进行潮流校正消除过载现象已经成为非常必要的研究课题。潮流校正措施是大电力系统可靠性评估的核心部分，它能确定将系统从紧急状态恢复到正常状态所必须的功率调整量。

目前的潮流校正措施有多种：有灵敏度法、优化规划类算法。灵敏度方法对计算潮流调整量关注不够，其由出力调整带来的功率不平衡量全部由平衡机承担，可能会造成平衡机越限，调整方案最终不可行。优化规划类算法在模型求解时，会出现多重解或者计算不收敛的问题。两种算法计算时间都随着系统规模的增大而迅速增大，非常耗时且效率较低。而当系统出现失效状态时，如何在最短的时间内将系统恢复至安全状态并将故障的影响限制在最小的范围内，这是首先要考虑的问题。

利用潮流追踪进行削减负荷模型也很多，如通过潮流追踪搜寻负荷削减节点集，然后利用最优化方法进行功率削减。这些方法只是用潮流追踪的方法找出供给支路功率的节点的集合，在削减功率的时候并没有考虑到追踪到的节点同目标支路的关系。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种考虑节点对目标支路的影响大小，不存在没有收敛性问题，容易实现调整量最小或调整设备最小的目标，便于操作实现的风险评估中的功率控制方法。

本发明在潮流追踪方法进行功率削减的基础上，提出了用贡献系数和分配系数来进行功率调整的方法，对原有的潮流追踪的负荷削减模型进行了改进，将本发明中的方法用于电力系统风险评估领域，其步骤如下：