面向增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知的輸電系統(tǒng)安全性綜合評(píng)估.pdf

1、態(tài)勢(shì)感知是提高電網(wǎng)自愈(Self-healing)功能和抗擾能力(Robustness)的關(guān)鍵。隨著大規(guī)模連鎖停電事故頻繁發(fā)生和大規(guī)模風(fēng)電的接入,安全性評(píng)估作為態(tài)勢(shì)感知的核心分析工具面臨著諸多挑戰(zhàn)。本文以安全域方法學(xué)的研究成果為基礎(chǔ),圍繞面向增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知的輸電系統(tǒng)安全性綜合評(píng)估展開(kāi)了研究。
　　首先,研究了在注入功率空間上保證含雙饋風(fēng)機(jī)(DFIG)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)安全域(以下簡(jiǎn)稱含DFIG的動(dòng)態(tài)安全域)。通過(guò)大量暫態(tài)穩(wěn)定仿

2、真發(fā)現(xiàn),在工程關(guān)心的范圍內(nèi),含DFIG的動(dòng)態(tài)安全域的邊界仍可用一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)超平面表達(dá)式近似表示,其精度可滿足工程實(shí)際需要。該研究結(jié)果使安全域方法的優(yōu)越性在風(fēng)電接入后的安全性監(jiān)視與分析中進(jìn)一步凸顯,使其可作為面向增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知的安全性監(jiān)視、評(píng)估與控制的強(qiáng)有力的工具。
　　其次,給出了安全轉(zhuǎn)移概率的解析計(jì)算方法,證實(shí)了安全轉(zhuǎn)移概率的有效性?；诔矫嫘问降陌踩蜻吔绲谋磉_(dá)式將安全轉(zhuǎn)移概率計(jì)算中涉及的復(fù)雜體積分極大程度地簡(jiǎn)化,結(jié)合以半不

3、變量為基礎(chǔ)的級(jí)數(shù)展開(kāi)法加以計(jì)算。該解析計(jì)算方法保證計(jì)算精度的同時(shí),計(jì)算速度快,為在安全性分析中計(jì)及風(fēng)電和負(fù)荷等引起的節(jié)點(diǎn)注入不確定性提供了有效途徑。同時(shí)指出所確定的安全轉(zhuǎn)移概率不僅是最終的概率的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全性綜合評(píng)估的馬爾可夫模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣元素的重要成分,而且它本身就可作為評(píng)估系統(tǒng)安全性的有效指標(biāo),輔助運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)以提前做好預(yù)防措施。
　　再次,提出一個(gè)快速形成馬爾可夫模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣的方法。基于元件狀態(tài)轉(zhuǎn)移率

4、矩陣和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)組提出快速計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移率的方法,并歸納出系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣中非零元素的分布規(guī)律,進(jìn)而快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣的稀疏存儲(chǔ)。對(duì)于兩狀態(tài)元件組成的系統(tǒng),可基于給定的系統(tǒng)狀態(tài)排序和服務(wù)狀態(tài)集數(shù)組進(jìn)一步提高計(jì)算效率。該方法的計(jì)算速度與應(yīng)用規(guī)模均優(yōu)于現(xiàn)有方法,為運(yùn)用馬爾可夫模型分析電網(wǎng)等大規(guī)模系統(tǒng)提供了有利工具。
　　最后,完善了二層系統(tǒng)模型以計(jì)及風(fēng)電的接入,以此為基礎(chǔ)通過(guò)安全域和馬爾可夫模型建立了概率的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全性

5、綜合評(píng)估。模型計(jì)及了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)間的轉(zhuǎn)移、系統(tǒng)的可再生能力、風(fēng)電和負(fù)荷的不確定性、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全性約束,以及天氣和自然災(zāi)害等因素的影響,通過(guò)求解一組線性向量微分方程獲得“到不安全時(shí)間”及其概率分布實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)未來(lái)狀態(tài)的有效估計(jì)并估算出可用于采取措施的時(shí)間。制定了有效的模型求解方案,首次將該模型成功應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng),推進(jìn)了模型的實(shí)用化進(jìn)程。算例結(jié)果顯示,由于整合了諸多影響電網(wǎng)安全的因素,模型給出了更符合實(shí)際的評(píng)估結(jié)果,可用于評(píng)估干擾因素對(duì)系