[发明专利]一种输电网供电安全性评估方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电网供电安全性评估方法和系统，属于电力系统分析技术领域。

背景技术

电网的安全稳定运行是关系到国计民生的重大问题，随着现代电力系统的规模越来越大、 各种可再生能源的广泛接入，电网运行方式日益复杂。基于电网实时信息的在线安全评估越来 越受到重视，其目的在于实时掌握电网的安全裕度，及时发现运行风险及薄弱环节，进而实施 有效的安全稳定控制。

电网可用输电能力是反映某一时刻输电网可用于传输电力的剩余容量的一种重要的裕度 和安全性指标，其计算关键是确定输电网的最大输电能力。在计算最大输电能力时，通常逐步 增加负荷和发电机出力，判断电网是否出现不满足电压约束、设备过负荷约束以及各种稳定极 限约束的情况，从而确定最大输电能力。目前，对于可用输电能力计算方法的研究成果较多， 大致分为两类，一是基于确定性模型的算法，有直接求解法、线性规划法、重复潮流法、连续 潮流法、最优潮流法、分布因子法等；二是基于概率模型的算法，有随机规划法、蒙特卡洛模 拟法等，此类方法对于电网随机因素的考虑较多。

目前，在最大输电能力的计算中还存在一些不足，比如：采用的电网负荷增长方式过于粗 糙，通常假设全网负荷等比例增加且各自的功率因数不变，而实际电网中负荷种类众多(还可 能包括一些周期性的冲击负荷)，变化方式和时间不尽相同；对于风电等间歇式电源功率变化 的模拟过于极端，尤其是对于同一风带内多个风电场出力的模拟大多不符合实际规律。这些问 题的存在会导致最大输电能力计算结果的偏差，发现的电网薄弱环节可能与实际不符，从而对 电网的运行控制带来负面影响。在电网最大输电能力的计算中还应注意到常规负荷变化的规律 性，由于生产、生活的规律性，同一区域的常规负荷变化规律不会在短期内发生突变，因此可 将电网最大输电能力计算的关注点放在非常规负荷和风电等间歇式电源上，这样更易于找出电 网运行的薄弱环节、更易准确评估电网的安全裕度。

针对上述技术问题，本发明提出了一种输电网供电安全性评估方法和系统。

发明内容

根据本发明的公开，提出一种输电网供电安全性评估方法，所采用的技术方案是：在线进 行输电网供电安全性评估时，常规负荷节点按其实际功率变化规律设置负荷增量，并按现有输 电网最大输电能力计算方法获得非常规节点(如冲击负荷、风电场等节点)的极限功率，再根 据非常规节点的实时功率数据、功率变化统计规律和相关性规律，评估其能达到极限变化功率 且持续时间越限的综合概率，以此综合概率作为输电网供电安全性的指标，其特征在于具体步 骤为：

步骤1：通过电网能量管理系统(EMS)在线滚动获取全网常规负荷、特殊负荷和可再生 能源电站的功率数据。

步骤2：选出功率波动具有显著间歇性和随机性的电网节点为非常规节点，这类节点主要 包括冲击负荷、风电场和光伏电站等，其余节点归为常规节点。

步骤3：分析统计常规节点、非常规节点在不同时间尺度上的功率变化规律，对于同一风 带上的多个风电场，需要分析统计其功率变化的相关性规律。

步骤4：常规负荷节点按其实际功率变化规律设置负荷增量，并按现有输电网最大输电能 力计算方法获得非常规节点的极限功率及其对应的电网薄弱节点。

步骤5：根据非常规节点的实时功率数据、功率变化规律和相关性规律，评估非常规节点 能达到极限功率且持续时间越限的综合概率，以此综合概率作为输电网供电安全性的指标。

为自动实现上述输电网供电安全性评估，本发明还提出一种输电网供电安全性评估系统， 包括：

第一单元：用于与电网现有EMS实现数据接口，在线滚动获取常规节点和非常规节点的 功率数据，以及求取用于输电网供电安全性评估的电网拓扑数据、状态估计后的电网潮流数据。

第二单元：用于分析常规节点和非常规节点的功率变化规律和相关性规律等，进行输电网 供电安全性评估，并输出评估结果。

第三单元：用于输电网供电安全性评估中电网仿真的并行计算，计算任务来自第二单元、 计算结果返回第二单元，用以提高第二单元中输电网安全性评估的计算效率。

第四单元：若第一单元与第二、三单元不在一个网络安全分区内，则需要第四单元作为网 络隔离单元，实现数据从第一单元到第二、三单元的单向传输。