[发明专利]基于风险的大电网安全稳定预防控制性能代价指标计算方法

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基于风险的大电网安全稳定预防控制性能代价指标计算方法。

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。暂态安全稳定量化分析理论能提供安全稳定裕度和模式，专利技术“电力系统暂态安全稳定模式中元件参与因子识别方法(ZL200910026801.4)”量化安全稳定模式中各个元件对安全稳定的影响程度，为进行安全稳定预防控制决策提供了理论依据和技术基础。

目前实现的在线安全稳定分析与控制决策是基于确定性的理念，目标是提高电网安全稳定裕度，没有计及故障发生的概率。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。综合考虑故障的概率及后果，基于风险的理念，进行电网运行安全风险评估，以较小的控制代价将风险控制在可接受范围内，能够有效协调电网运行的安全性与经济性。

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。

控制性能指标是进行安全稳定控制决策的基础，目前的电网安全稳定控制性能指标都是基于确定性进行计算。因此，迫切需要基于风险的大电网安全稳定控制性价比计算技术，支撑风险防控决策的实现。

发明内容

本发明的目的是：针对现有的安全稳定控制能指标计算技术只能用于基于确定性的电网安全稳定分析与控制决策，提供一种基于风险的大电网安全稳定预防控制性能代价指标计算方法，解决已有的控制性能代价指标计算技术不能适应大电网安全稳定运行风险防控决策要求的问题。

本发明基于电网安全稳定量化评估结果，结合预想故障概率信息，评估预想故障集下的电网运行安全风险，包括系统整体和元件两个层面；根据各类风险的可接受性程度，确定要通过预防控制降低风险水平的预想故障、安全稳定问题及其相关元件，从而确定风险预防控制目标；基于安全稳定模式信息，在候选预防控制措施集中，识别对风险预防控制有效的机组减出力和限负荷控制措施；基于安全稳定模式中元件参与因子，结合控制代价、预想故障概率以及实际风险与风险控制目标的偏差，计算机组减出力和限负荷措施的控制性能代价指标。本发明实现了基于风险的大电网安全稳定预防控制性能代价指标计算，从而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。

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）电网运行安全风险评估：基于电网安全稳定量化评估结果，以安全稳定裕度不能满足预期要求作为故障后果，结合预想故障概率信息，分析计算预想故障下的电网运行安全风险，包括系统运行功角稳定风险和元件运行安全风险；

2）确定风险预防控制目标：针对存在的电网运行安全风险，根据各类风险的风险可接受性程度，确定要进行风险预防控制以降低风险水平的预想故障、安全稳定问题及其相关元件，所述风险预防控制包括功角稳定风险预防控制、暂态和静态安全风险预防控制；

3）识别有效的风险预防控制措施：针对要进行风险预防控制的预想故障、安全稳定问题及其相关元件，基于安全稳定模式信息，在候选预防控制措施集中，对于机组减出力和限负荷这两类措施，识别对预防风险有效的控制措施，并形成预防控制风险有效措施集；

4）计算预防控制风险有效措施集中的控制措施的控制性能代价指标：针对风险预防控制的各项目标，基于功角稳定模式中元件参与因子、暂态安全模式中元件参与因子和静态安全模式中元件参与因子，结合控制代价、预想故障概率以及实际风险与可风险控制目标的偏差，计算预防控制风险有效措施集中的控制措施的控制性能代价指标。

上述技术方案的进一步特征在于：在分析计算元件运行安全风险时，利用元件的预期安全裕度与实际安全裕度之差计算预想故障下该元件的风险值，将预想故障下安全裕度不能满足预期要求的元件确定为风险元件。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤2）中，对不同的预想故障、不同类型的安全稳定问题和不同元件，选取差异化的风险可接受性程度，其中对于由元件运行安全风险导致的电网暂态安全和静态安全类问题，根据元件类型和电压等级，确定风险可接受性程度。