[发明专利]一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法

摘要

本发明公开了一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，包括步骤一、根据当前电力系统结构和规划方案，建立相应的规划方案模型；步骤二、根据设备数据及电网结构分析电网预计发生的故障及概率，形成预扫描故障集；步骤三、利用基于直流潮流的风险状态对预想故障集进行筛选和排序，形成故障状态览表；步骤四、计算览表中所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，其故障的后果就是负荷损失；步骤五、根据故障状态的负荷损失与概率计算系统风险指标；步骤六、根据系统风险指标寻找系统的薄弱环节。本发明方法避免了交流潮流对故障集里的所有故障状态进行分析，因此可大大减少后续交流潮流分析和风险指标处理的计算量，节省大量的计算时间。

主权项

一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、根据当前电力系统结构和未来需求制定规划方案，并建立相应的规划方案模型；步骤二、根据设备数据及电网结构分析电网预计发生的故障及其故障概率，并预扫描故障集；步骤三、利用基于直流潮流的风险状态对预想故障集进行筛选和排序，形成故障状态览表；步骤四、计算步骤三形成的所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，其故障的后果就是负荷损失；步骤五、根据步骤四计算得到的负荷损失结果和对应故障状态的故障概率计算系统风险指标；步骤六、根据系统风险指标对电力系统进行综合评价，从而寻找系统的薄弱节点与薄弱线路；其特征在于，步骤三的具体内容包括：步骤1)从预扫描故障集中提取故障状态fk，计算该故障状态fk下系统的直流潮流，当线路电阻比线路电抗小10倍以上，则线路i‑j的电纳为：bij≈-1xij---(1)]]>式(1)中，xij为线路i‑j的电抗，线路节点i与线路节点j之间的电压相角差δij小于10°，则：sinδij≈δi‑δj   (2)cosδij≈1   (3)式(2)中，δi为节点i的电压相角，δj为节点j的电压相角，线路节点i与线路节点j的对地电纳bi0与bj0忽略不计，即：bi0＝bj0≈0   (4)所有节点的电压幅值的标幺值假设为1，则一条线路的线路潮流Pij是：Pij=δi-δjxij---(5)]]>节点注入的有功功率表达式为：P＝B′δ   (6)式(6)中，矩阵B′为n‑1阶方矩阵，n为系统节点数，矩阵B′中的元素P为n‑1阶列向量，其元素为节点i的有功功率注入量，Ri表示与节点i相连的线路集合；δ为n‑1阶列向量，其元素为各节点的电压相角；合并式(5)和式(6)得到节点注入有功功率和线路潮流间的线性关系：Tp＝AP   (7)式(7)中，Tp为线路潮流向量，其元素是线路潮流Pij；矩阵A是节点注入有功功率与线路潮流之间的关系矩阵，矩阵A的维数为L×(n‑1)，其中，L表示故障后系统的线路数；由矩阵B′直接计算矩阵A，设线路l的两个节点编号为i和j，当l＝1,…,L时，矩阵A中的第l行元素由以下方程组解出：B′Al＝C   (8)式(8)中，1/xij为第i个元素，‑1/xij为第j个元素；步骤2)利用步骤1)计算的故障状态fk的直流潮流Tp，计算该故障状态fk的故障严重度；故障状态fk的故障严重度以系统越限指标PIk来表示：PIk=Σl∈αwl(PlPlmax)2---(9)]]>式(9)中，α为网络中产生越限的线路集合；wl为线路l的权重；为线路l的有功功率极限；Pl为直流潮流法计算出的线路l的有功功率；步骤3)判断是否完成预想故障集中所有故障状态下的系统直流潮流及故障严重度的计算，如果完成，则执行步骤4)，否则令k＝k+1，并返回步骤1)；步骤4)对预想故障集F中的故障状态进行筛选；在进行筛选工作时，设故障概率pk的阈值为2×10‑7，系统越限指标PIk的阈值为11，从预想故障集F中筛选出均超出故障概率pk的阈值和系统越限指标PIk的阈值的故障状态；步骤5)对步骤4)所筛选出的故障状态，将故障概率pk和系统越限指标PIk的乘积作为故障状态fk的风险，按照递减顺序进行排序，形成故障状态览表。