電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及調(diào)控方法研究.pdf

1、事故的不確定性與電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制的形成對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。以失穩(wěn)為風(fēng)險(xiǎn)的電力系統(tǒng)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理已引起越來(lái)越多的電力工作者的重視，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)管理已經(jīng)成為當(dāng)今電力工業(yè)中具有挑戰(zhàn)性的基本任務(wù)。
　　本文在綜述目前電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)視與調(diào)控的相關(guān)方面進(jìn)行了研究。
　　電壓失穩(wěn)概率是基于概率論的電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基本要素之一。本文分析了基于當(dāng)?shù)販y(cè)量與基于全網(wǎng)潮流計(jì)算的戴維南

2、等值參數(shù)追蹤的特點(diǎn)后，采用戴維南阻抗模與負(fù)荷阻抗模比值作為電壓失穩(wěn)判據(jù)。根據(jù)該比值變量，推演出了基于戴維南等值參數(shù)的電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)概率密度函數(shù)與分布函數(shù)的解析表達(dá)式。在系統(tǒng)事故概率的研究中，分析了系統(tǒng)事故的簡(jiǎn)單概率模型與系統(tǒng)事故發(fā)生概率的經(jīng)驗(yàn)分布?；谙到y(tǒng)事故的泊松分布，給出了基于運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生電壓失穩(wěn)的概率計(jì)算公式。該電壓失穩(wěn)概率計(jì)算方法可以顯著降低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工作量，仿真計(jì)算結(jié)果表明該方法具有可行性。
　　電壓失穩(wěn)后果是基

3、于概率論的電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的又一基本要素。本文暫不考慮投資資本和各種電力市場(chǎng)因素，分別從負(fù)荷側(cè)、發(fā)電側(cè)、輸電側(cè)、發(fā)輸電側(cè)，建立以貨幣為結(jié)算單位的電壓失穩(wěn)后果的計(jì)算關(guān)系式。如將電壓失穩(wěn)后果以貨幣為結(jié)算單位進(jìn)行定量化，可能牽涉到的因素過(guò)于復(fù)雜，各項(xiàng)貨幣化的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)難于準(zhǔn)確計(jì)算，這使得以貨幣為結(jié)算單位進(jìn)行定量化評(píng)估的方法本身存在一定的風(fēng)險(xiǎn)?？紤]到此種客觀存在的困難，提出了以戴維南等值參數(shù)為基礎(chǔ)的阻抗模比值變量進(jìn)行電壓失穩(wěn)后果評(píng)估的策略。

4、>　　現(xiàn)有依據(jù)失穩(wěn)概率乘以失穩(wěn)后果等于失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)所得的結(jié)果數(shù)值量級(jí)較小，這容易誤解風(fēng)險(xiǎn)背后意味的價(jià)值或問(wèn)題的嚴(yán)重性，往往難以為風(fēng)險(xiǎn)管理與調(diào)控決策提供相對(duì)準(zhǔn)確的、接近人們?nèi)粘?duì)問(wèn)題的價(jià)值或嚴(yán)重性的定量判斷范疇的信息。針對(duì)此現(xiàn)象，定義了最低應(yīng)重視概率水平和最低應(yīng)重視后果水平，依據(jù)傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算關(guān)系得出最低應(yīng)重視的風(fēng)險(xiǎn)值，將依據(jù)傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算關(guān)系得出的、數(shù)值量級(jí)偏小的風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行規(guī)范化處理，從而使其量值轉(zhuǎn)化到人們?nèi)粘?duì)問(wèn)題的價(jià)值或嚴(yán)重性的定量判斷范疇

5、，以利于理解和決策之用。本文將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法應(yīng)用于電力系統(tǒng)事故篩選與排序中，得到了涵蓋風(fēng)險(xiǎn)信息的新的事故篩選與排序方法。
　　為了給調(diào)度人員提供電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)信息以及指導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控，本文提出基于全網(wǎng)信息和當(dāng)?shù)販y(cè)量信息的電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)在線監(jiān)視和預(yù)估方案。根據(jù)系統(tǒng)有功備用信息對(duì)系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行等級(jí)制定。按照風(fēng)險(xiǎn)水平將系統(tǒng)劃分為調(diào)控區(qū)、高度警戒區(qū)、一般警戒區(qū)、關(guān)注區(qū)和一般關(guān)注區(qū)，并用黑紅橙黃綠五色作為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)指示信號(hào)。給出各個(gè)單元對(duì)系統(tǒng)

6、電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)額，根據(jù)貢獻(xiàn)額的大小篩選出對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)大的單元，并給出風(fēng)險(xiǎn)警告信息。通過(guò)狀態(tài)預(yù)估結(jié)果進(jìn)行電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得到風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)預(yù)估。對(duì)未來(lái)時(shí)段高系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)水平或者風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)速度快的情況給出系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)預(yù)警信息。提出基于PMU的電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視方案，該方案可以在狀態(tài)估計(jì)平臺(tái)失效時(shí)，利用當(dāng)?shù)販y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行局部重點(diǎn)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視和全局風(fēng)險(xiǎn)估算，成為基于全局信息的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視的一種補(bǔ)充方案。
　　電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)需要進(jìn)行調(diào)控使其保持在可接受的

7、范圍內(nèi)，為此本文提出一種電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)在線調(diào)控的策略和方法。該調(diào)控由發(fā)電輸出功率調(diào)整和減限負(fù)荷構(gòu)成。當(dāng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視系統(tǒng)給出執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控的觸發(fā)命令后，以盡量不損失負(fù)荷用電為原則，首先進(jìn)行發(fā)電輸出功率調(diào)整，如能夠達(dá)到滿(mǎn)意的風(fēng)險(xiǎn)水平，則不進(jìn)行減限負(fù)荷操作；如不能達(dá)到滿(mǎn)意的風(fēng)險(xiǎn)水平，則在發(fā)電輸出功率調(diào)整結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行減限負(fù)荷操作。該調(diào)控策略可以有效地規(guī)避和降低系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，又兼顧了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
　　本文得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)