[发明专利]计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中节点的负荷减载方法，具体为计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法。

背景技术

当电力系统出现有功缺失时，由于供需之间的不平衡会使得系统频率出现下降，若备用容量无法使得系统频率快速恢复，则可能会使得系统崩溃。按频率自动减负荷装置是电网安全运行的第三道防线，其主要作用就是在发生特大异常事故引起严重有功功率缺额时，能在系统频率崩溃之前，迅速按照预先确定的控制策略，切除一部分负荷，以“牺牲局部保全全局”，以保证系统安全运行和向重要用户的不间断供电。使系统能很快地恢复有功功率的平衡，使频率趋于稳定，以避免大面积停电事故的发生。

低频减负荷(UFLS)装置的动作的频率及动作顺序通常采用预先设定方法，当电力系统出现事故时，如果功率缺额较小，且系统中有充足的旋转备用容量时，系统频率经过一小段时间的下降，随着旋转备用容量的启动，频率会恢复到额定值；如果备用容量等不能满足功率缺额时，频率持续下降，当频率下降到低频减负荷的第一级(轮)动作频率时，低频减负荷装置动作，自动切除一部分不重要的负荷；如果切除的负荷正好等于功率缺额，则频率会恢复到额定值；否则后续各轮次依次动作，一直到系统频率重新稳定下来或出现回升，这个过程才会结束。为防止频率停在某两级动作频率之间，设有特殊级以使系统频率恢复到允许范围。按频率减负荷装置实质上是应用了“逐次逼近”的方法，各级之间采用延时的方法，迅速及时地算出系统的功率缺额，并断开相应的用户，以达到系统频率的稳定，使值班人员可从容处理的目的。电力系统按频率自动减负荷装置对于制止频率的事故性下降及避免事故的进一步扩大是很有成效的。

通常我国采取7轮次低频减载方案，不论电网的规模和实际元件的运行状态，统一采用相同的低频减载动作频率。而实际当电网较大时，频率偏差即使很小，也需要切除很大的负荷量，以满足系统频率缺额，若设置相同的频率动作值，就会使得大电网需要在短时间内动作多个低频减载装置，切除较大负荷，这对电网又会造成新的冲击，而由于电网较大，其设置的较大频率偏差的低频减载轮次可能永远不会使用。而对于小电网来说，其出现较大频率偏差的概率较高，其设置的较低频率偏差的轮次动作效果不明显。

同时，按照现有方案，在确定低频减载装置安装位置时，按照系统可能出现的最大功率缺额来确定，但是并未考虑该功率缺额出现的故障地点，但运行经验表明，当系统出现故障时，切除相同的负荷量但切除地点不同时，对于电力系统的运行效果相差是很大的。

因此，如何根据电网的实际情况确定低频减载装置轮次分段频率值，并选定系统低频减载装置安装的位置是非常重要的。

发明内容

本发明为了解决现有设定低频减载装置的安装位置和轮次分段频率值的方法不能有效解决电力系统频率下降的问题，提供了计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法。采用该方法，针对给定电网分析其可能出现的频率偏差，确定该电网的频率分段轮次，并根据各种故障情况下保证系统最优运行的运行方案，确定低频减载装置的安装位置及负荷切除量。

本发明是采用如下的技术方案实现的：计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法，包括以下步骤：

S1：依据电力系统元件可靠度指标，抽样确定电力系统的故障状态，共确定x种故障状态，其中，第i个故障状态发生的概率为λ_i，i＝1……x；由于主要确定系统切负荷值，该部分主要考虑发电机故障及主要联络线的故障状态；

S2：根据S1确定的故障状态，采用暂态稳定分析方法，确定第i个故障状态下电力系统的频率值f_i，i＝1……x；

S3：采用电力系统最优潮流算法，使得第i个故障状态下的切负荷量成本为全网切负荷成本及网损成本最小时，得到电力系统中第j个节点的切负荷量ΔPD_ij，其中p_j为节点j的单位电能效益，n为电力系统节点数，pr为电价，为电力系统网损；

S4：采用聚类方法，将频率值f_i分为m段，i＝1……x，第k段的频率分段故障集为D_k，k＝1……m；