电力系统二次设备风险评估模型和方法

针对二次设备的风险评估中无量化评估方法和规范的问题,提出一种量化评估模型和方法,该模型将设备状态评价结果和平均故障概率统计数据进行关联拟合,确定二次设备平均故障概率的计算方法;针对二次设备自身的特点建立基于事件树的可能损失评估模型,并结合设备的平均故障概率和故障引起的等效可能损失计算出设备当前的风险值。实例证明,利用该方法开展风险评估可以合理地反映二次设备的运行风险,其评估结果为科学开展二次设备风险控制等工作提供依据。     

停运模型与事件树理论在电力系统脆性风险评估中的应用

阐述了电网因连锁性故障发生大停电事故的原因.基于停运模型及事件树理论对系统连锁故障进行了脆性分析;给出了风险评估流程,并结合实例验证了该方法的可行性.所以,系统的脆性风险分析,可以确定重点高风险元件,通过对高风险元件的监测、控制,防止系统连锁性故障的发生,以保证电力系统安全、可靠地运行.     

电力系统在线运行风险评估与决策

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性与严重性,是电网确定性安全分析的有益补充.分析在线环境下运行风险评估与传统可靠性研究之间的关系,讨论在线运行风险评估的特性和关键问题;重点探讨瞬态时变的设备停运模型、缺乏统计数据情况下的建模方法、快速评估算法和基于风险决策模型的数学含义等。运行风险技术可以从系统和设备2个层面对导致系统故障的累积性风险因素和突发性风险因素进行建模,并可以应用到状态检修优化决策等领域,具有广阔的应用前景.     

计及气象因素的输电线路故障概率的实时评估模型

输电线路的实时故障概率的计算是进行电力系统在线风险评估以及实时可靠性计算的重要组成部分。为了计算输电线路的实时故障概率值,根据输电线路的绝缘子、导线、避雷器、杆塔、地线的在线监测数据,分别建立了各个监测量的量化模型,采用未确知有理数理论去确定每层的权重系数,并结合模糊评估法,建立了输电线路实时故障概率的层次评估模型。分析南方电网的故障统计数据,恶劣天气已经成为引起输电线路故障的重要因素。在考虑恶劣天气对输电线路故障概率影响的情况下,提出并建立了考虑输电线路在线监测数据和当前气象条件的输电线路故障概率的实时评估模型。实例分析表明了所提出的输电线实时故障概率评估模型的合理性和有效性。     

基于Bayesian网络与复杂网络理论的特/超高压输电线路状态评估模型

为有效衡量特高压输电线路外部工作条件和所在系统内部运行状态对线路状态评估的影响,采用Bayesian网络定量分析了输电线路在各种外部条件下的故障概率;结合复杂网络理论分析方法,引入系统几何量参数量化线路重要程度的差异;借鉴风险评估思想,提出了基于Bayesian网络与复杂网络理论的输电线路综合状态评估模型。仿真计算结果表明,所提模型对电网中运行风险高且系统地位重要的线路具有较好的辨识能力。与基于线路外部条件信息的状态评估方法相比,该模型增加了系统内部运行信息,提高了线路实时重要性的辨识能力,且计算速度快,符合实际工程需要。     

基于支持向量机的在线暂态稳定故障筛选

为了满足在线暂态稳定评估计算时效性要求,基于历史大数据提出了一种采用支持向量机的暂态稳定预想故障筛选方法。结合扩展等面积准则暂态稳定量化评估方法,基于系统功角稳定模式和机组参与因子选择特征量,按照关键特征量将历史运行方式聚类,针对失稳样本分布分别采用分类和回归2种预测方法,在预测模型适用性判别和模型匹配基础上获得稳定裕度预测值、分类稳定预测结果和可信度量测,采用交互式并行计算进行在线暂态稳定故障筛选,可以在较大程度上避免SVM暂态稳定评估方法固有的误判情况。基于某实际电网的算例验证了所提方法有效性。     

考虑继电保护隐性故障的风险评估技术研究

N-1假设是基于在电网发生故障时继电保护系统能够正确响应,而现有风险评估研究成果没有考虑继电保护隐性故障造成的系统风险。因此,需要基于概率分析模型重新评估电网运行准则,以更好地评估和控制大停电的风险。分析了继电保护隐性故障机理,根据智能变电站保护系统特征,提出了智能变电站继电保护隐性故障的在线辨识和诊断技术方案。在此基础上,提出了计及继电保护隐性故障的输电断面风险评估模型,通过量化指标评估隐性故障的严重性程度,并通过仿真计算验证了风险评估模型的可用性,为电网检修计划安排及稳定限额制定提供决策依据。     

基于综合集成赋权法的输电线路风险评估

为保障电网安全可靠运行,提高输电线路运行与维护效率势在必行。提出一种基于综合集成赋权法的输电线路风险评估方法,并提出其具体评估计算过程。从输电线路故障直接原因出发,建立输电线路风险评估模型、指标体系风险评估模型、跳闸故障风险评估模型和故障风险评估模型。以中国南方某海岛的输电线路为例,建立输电线路故障指标体系,分析输电线路跳闸故障风险、故障风险,证明所提出方法和模型的有效性和实效性。     

用于预防控制的电力系统连锁故障事故链在线生成方法

为了预防大停电事故的发生,必须在事故前建立可用于大停电预防控制的连锁故障分析模型。因此基于安全科学的事故链分析模型,提出基于网络潮流的事故链中间环节预测指标,用以在线构建电力系统事故链,从而形成网络事故链表,在此基础上可以定量分析电网连锁故障。该事故链生成方法以系统失稳为目标,指标的计算简单方便,可用于连锁故障的在线分析,可以为电网连锁故障的风险评估和预防控制提供有力支持,IEEE39节点系统的仿真验证了该指标的有效性。     

考虑风电不确定性和机组故障停运风险的两阶段鲁棒机组组合

发电机故障停运是电力系统运行中的不确定事件。目前在含风电鲁棒机组组合中考虑机组故障停运的方法,不同程度地忽略了机组故障停运的概率特征,难以较好描述机组故障停运风险。在含风电鲁棒机组组合模型的基础上,引入电量不足期望以量化机组故障停运风险,基于成本收益分析建立了考虑风电不确定性和机组故障停运风险的两阶段鲁棒机组组合模型,并提出计算电量不足期望的简化模型以提升计算效率。基于改进的IEEE-RTS 26机系统验证所提模型和方法,结果表明该方法能较好考虑风电不确定性和机组故障停运风险的影响,该简化模型能显著减小问题求解规模、缩短计算时间。     

继电保护隐患的运行风险在线评估

继电保护隐患会导致继电保护不正确动作,危害电网安全。该文从调度中心角度研究继电保护隐患对电网安全的影响,提出了继电保护隐患的运行风险评估方法。采用事件树方法分析计算继电保护隐患的暴发概率,选取严重性指标度量继电保护隐患暴发的后果,用风险作为指标定量评估继电保护隐患对电网安全的影响。针对导致继电保护隐患的2个主要原因：不合理保护定值和继电保护系统硬件缺陷,分别进行运行风险评估。某省级电网的算例表明,通过计算运行风险可以全面定量刻画电网中继电保护隐患,发现继电保护隐患中的薄弱环节。     

电网灾难性事故不确定性评价测度体系与模型

现有灾难性事故风险评估方法对数学建模的依据研究较少,所用模型能否真实反映灾难性事故的实际物理演化过程,缺乏理论支撑。引入"测度"概念,定量刻画灾难性事故的不确定性,以"测度"概念需满足的公理化条件为数学建模依据,基于不确定性理论建立包含可信性测度、全局模糊安全测度和风险测度的公理化风险评价测度体系。以N-1事故为初始事故,对N-k事故风险测度进行排序,识别出最可能的灾难性事故序列,建立电网灾难性事故不确定性风险评估新模型。对WSCC 9和IEEE 24节点测试系统进行仿真,结果证明,该方法符合电网实际,具有准确、有效和适用的特点。     

暂态稳定约束下收益最佳TTC评估方法

传统的考虑暂态稳定约束的极限传输容量(TTC)研究采用确定性分析方法。由于忽略了不同故障发生的概率,确定性方法的计算结果难以充分发挥输电网络的经济效益。基于风险决策中的期望值准则,提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC评估方法。该方法考虑了不同故障暂态失稳的概率和代价,避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题,因此能够使得电力系统在运行的经济性和安全性之间达到最佳平衡。10机39节点新英格兰典型系统的仿真算例表明了方法的有效性和实用性。     

Calculation of weighting factors of static security indices used in contingency ranking of power systems based on fuzzy logic and analytical hierarchy process

Contingency screening and ranking is one of the most important issues for security assessment in the field of power system operation. The objective of contingency ranking is to quickly and accurately select a short list of critical contingencies from a large list of potential contingencies and rank them according to their severity. Then suitable preventive actions can be implemented considering these contingencies that are likely to affect the power system performance. In this paper a novel approach is presented for contingency ranking based on static security assessment. This method employs weighted performance index with the application of fuzzy logic based analytical hierarchy process in order to select appropriate weighting factors to be imposed. The proposed method is applied to IEEE 30 bus system and the results are presented.     

基于时间裕度的全局电力系统暂态安全风险评估

利用预想事故的时间裕度和发生概率定义了预想事故的风险指标，并定义了度量系统在特定类型事故集合下的暂态安全风险指标，然后据此提出了一种对系统进行暂态安全评估的方法。该方法使得将某类型预想事故的评价结果联合起来评估全系统在该类型预想事故集合下的暂态安全性成为可能。计算实例验证了该方法的有效性。     

考虑期望损失的综合能源系统故障智能筛选和排序方法

综合能源系统实现了电、热、天然气等多种能源系统的耦合互联,相比于单一能源系统,其故障状态数目大幅增加,如何快速准确地从系统海量的故障状态中筛选出最严重的故障,从而提高风险评估效率,成为综合能源系统风险评估中的关键难题。针对这一问题,基于遗传算法提出了一种综合能源系统故障智能筛选和排序方法。首先,计及多种能源网络的约束条件,建立了综合能源系统故障期望损失双层优化模型,同时刻画了故障发生概率和故障损失对系统的影响。进而,基于遗传算法提出了故障期望损失双层模型的求解方法,并对传统遗传算法进行改进,使得方法能够同时筛选出期望损失最严重的多个故障状态。最后以修改的IEEE 33节点电力系统、巴厘岛供热系统和比利时天然气系统组成的综合能源系统为例,仿真结果表明所提方法的故障筛选效率明显优于常规枚举法和蒙特卡洛方法,证明了所提方法的有效性。     

电网规划设计中的风险评估应用

通过总结分析国内外电网规划设计中的可靠性准则,研究了基于风险评估理论的可靠性评估方法在输电网规划设计中的应用.采用状态枚举法,将概率评估技术与电力系统可靠性评估结合,通过对表征电力系统充裕性和安全性的风险指标的量化处理,研究了系统抵御严重故障的能力,提出了纳入风险指标的电网规划设计框架.安全应用分析表明了风险评估方法的实用价值,是对传统电网规划设计方法的发展和完善.     

考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估

提出了考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估方法。采用继电保护隐性故障的概率模型描述保护装置对电力系统风险的影响,通过分析保护系统的机理表明保护装置在连锁故障中的作用,用母线孤立风险、负荷孤立风险、电网解列风险及系统综合风险来评估系统的连锁故障风险,并据此提出了减小系统连锁故障风险的预防措施。应用蒙特卡罗方法产生系统事故、保护装置和隐性故障的随机特性,编写了电力系统连锁故障风险评估与预防软件。IEEE118节点系统的应用结果证明了该方法的可行性及软件的有效性。     

在线动态安全评估中事故扫描的综合性能指标法

事故扫描可以大大减少需分析的预想事故数目,是在线动态安全评估的重要组成功能.文章定义了反映事故严重程度的多个性能指标,并综合这些性能指标提出了以滤除电力系统的不严重事故为目标的事故扫描的综合性能指标法.该方法滤除系统不严重事故的准确性较高,计算速度快,可以满足在线动态安全评估快速性的要求.     

交直流混联电网系统保护策略校核与辅助决策方法

随着交直流混联电网的快速发展,系统保护策略成为保障跨区互联电网安全稳定运行的重要措施。由于系统运行环境多变,需根据电网实时运行状态与预想故障,对系统保护策略进行校核。通过研究多类型数据提取与关联匹配方法实现安控可调资源的在线跟踪与集成;提出逻辑校核与指标校核方法,对系统保护策略的有效性与合理性进行评估;基于校核结果,提出多直流紧急控制、抽蓄切泵、切负荷等多控制资源的协调策略,为电网调度提供参考。最后基于IEEE 39节点标准算例构造的两区四直流互联电网与山东电网模型,验证在直流闭锁故障下,系统保护策略校核与辅助决策方法的有效性。