[发明专利]基于安全稳定裕度的电网运行安全风险事件在线辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种电网运行安全风险事件的在线辨识方法。

背景技术

在线安全稳定分析技术已经得到广泛应用，根据电网能量管理系统（EMS）提供的电网运行方式，对指定的预想故障，进行安全稳定评估和控制决策的分析计算，为调度运行人员掌控电网提供了重要的技术支撑。不过，目前实现的在线安全稳定分析是基于确定性的理念，没有计及电网运行方式出现的不确定性和故障发生的概率。

风电和光伏等新能源机组出力受气候因素影响呈现不确定性的特征，负荷变化也有一定的随机性，因而未来时刻的电网运行方式具有不确定性。受外部环境因素和设备自身状态的影响，电网中不同地点、发生不同形态故障的概率有很大差异。基于风险的理念，综合考虑电网运行方式出现的概率和故障的概率及后果，进行安全稳定分析与控制决策，更具针对性。

风电和光伏等新能源机组出力预测精度达到一定水平，结合负荷预测、常规机组发电计划和检修计划和，能够形成未来时刻、具有概率特征的电网运行方式。基于气象等外部环境信息和设备健康状态信息的故障概率建模技术取得长足发展，利用实测与预测的外部环境信息和设备健康状态信息，生成预想故障及概率，具备工程应用条件。

因此，通过综合评估外部环境变化等不确定性事件影响电网安全稳定运行的风险，辨识导致电网运行安全风险的关键性事件，从而采取有效措施防控风险的时机已经成熟。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中存在的基于确定性进行电网安全稳定分析与控制决策的不足，提供一种在线辨识电网运行安全风险事件的方法，为进行有针对性的电网运行安全风险防控决策奠定技术基础。

本发明根据由于自然环境和设备健康状态等因素可能引起输变电设备故障发生概率的预测信息，形成未来各时段、各个不确定性事件引起的预想故障及其概率；计及电网运行方式出现的概率，分析计算故障下的安全稳定裕度；以安全稳定裕度不能满足预期要求作为故障后果，计算故障风险值，继而计算不确定性事件引发的电网运行安全风险值，由此辨识出导致电网运行安全风险的事件，从而为开展有针对性的风险防控决策奠定基础。

具体地说，本发明是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1）在控制中心汇集电网运行信息、负荷预测信息、发电计划信息、具有概率特征的风电与光伏机组出力预测信息、检修计划信息以及能够引起输变电设备故障的不确定性事件及其故障发生概率；

2）根据能够引起输变电设备故障的不确定性事件及其故障发生概率信息，得到各个不确定性事件在各个时段内引起的各个预想故障及其概率，并按照以下方法根据各个预想故障的概率确定需要分析的预想故障、时段：

如果在某一时段内某一预想故障的概率超过预先设置的故障概率门槛值Th，则将该预想故障确定为该时段需要分析的预想故障；如果在某一时段内至少有一个不确定性事件引起了需要分析的预想故障，则将该时段确定为需要分析的时段；

3）对于各个需要分析的时段，根据电网运行信息、负荷预测信息、发电计划信息和检修计划信息，结合具有概率特征的风电与光伏机组出力预测信息，得到各个需要分析的时段的电网运行方式及其概率；

4）对于各个需要分析的预想故障，选取其相应的需要分析的时段的电网运行方式，进行安全稳定评估，并对于其中不满足安全稳定裕度要求的预想故障，以实际安全稳定裕度与期望安全稳定裕度的偏差作为故障后果，计算其风险值；

5）根据步骤4）得到的不满足安全稳定裕度要求的预想故障，得到引起这些预想故障的各个不确定性事件，并对这些不确定性事件所各自引起的不满足安全稳定裕度要求的预想故障的风险值进行汇总、作为这些不确定性事件各自的风险累计值，最后将其中风险累计值大于预先设置的风险门槛值RTh的不确定性事件确定为电网运行安全风险事件。

本发明的进一步特征在于：所述时段，是基于异常性的自然环境发展演变信息和设备健康状态变化信息及其变化特征进行划分的。

本发明的进一步特征在于：所述步骤2）中得到各个不确定性事件在各个时段内引起的各个预想故障及其概率的过程为，先确定由各单一不确定性事件在各时段内引起的各单一设备故障的概率，然后确定由各单一不确定性事件在各时段内引起的各个多设备故障的概率，再确定由多个不确定性事件在各时段内引起的各单一设备故障的概率以及多个不确定性事件在各时段内引起的各个多设备故障的概率。

本发明的进一步特征在于：所述步骤2）中的故障概率门槛值Th的设置方法如下：