城市中压配电网风险综合评估方法

为了能够定量评估城市中压配电网风险,围绕失效事件发生的可能性及其后果严重程度展开研究,阐明了城市中压配电网风险与其自身结构特点之间的关系。提出了基于K(N-1+1)安全性准则和效用理论的显性风险和隐性风险的概念及评估方法;在充分考虑网架结构的基础上建立了网架结构强弱风险,形成了一套较为完整的风险评估体系。经过33母线标准算例的计算、分析和比较,表明所提出的风险评估方法能够较为准确地刻画城市中压配电网的各项风险与整体风险。     

基于设备实时健康指数的配电网风险量化评估

配电网风险评估中使用的故障率为设备年平均故障率,无法反映所分析配电网设备的实时健康状况及同类设备的差异化。为了解决上述问题,提出了一种基于设备实时健康指数的配电网风险量化评估方法。建立了配电变压器、开关柜、电力电缆、架空线路的健康指数H与设备实时故障率?的量化关系,得到了典型比例系数和曲率系数;计算获得了负荷点故障率和负荷点故障时间,通过综合计算来量化评价了配电网的整体风险。采用IEEE-RBTS BUS6算例对所提方法进行了验证。研究结果表明:该方法以设备健康指数H来综合反映设备状态监测结果,以健康指数H与设备实时故障率?的量化关系、结合配电网网架拓扑的最小路法计算、考虑不同负荷点的停电损失函数来计算各个负荷点损失的配电网风险;可依据在线监测及带电检测结果获得配电网主设备实时故障率,并克服传统方法没有计及配电网设备损坏造成的网架结构薄弱所引发的配电网风险,弥补传统状态评价定性分析的不足。算例结果表明了所提方法可以获得各负荷点的故障率、故障时间、负荷风险,证明了所提出的基于设备实时健康指数的配电网风险量化评估方法的有效性。     

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。     

基于健康度和重要度的配电网运行风险评估方法

针对故障概率与故障后果风险指标应用于配电网运行风险评估的不足,提出了基于健康度和重要度的配电网运行风险评估方法。综合考虑配电网多样化运行的发展现状和配电用户对供电可靠性需求的差异,定义了面向系统运行状态的健康度和面向用户差异的重要度为风险指标,全面分析在各风险源因素作用下,健康度和重要度等级的确立规则及计算方法,建立风险评估模型,并在此理论基础上开发了风险评估软件功能平台,完成对配电系统的实时感知、评估和预警。以佛山市实际配电系统为示范工程,截取断面数据进行分析,实验结果可反映系统运行的实时风险,在警戒状态下自动生成预防控制措施,保证配电网安全运行,提高供电可靠性,验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于优劣解距离法的配电网典型性停电风险评估

当前,我国配电网中仍存在薄弱环节,运行风险较大。为保障配电网的安全可靠运行,提出了基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)的典型性停电风险评估方法。首先,参考国家电网相关规程,定义了典型性停电事故。其次,通过汇总分析相关运行故障数据,归纳其事故典型性成因的主要影响因素,并应用TOPSIS分析法建立指标评价体系,分别从装备水平、运行维护水平和网架结构水平等方面对配电网典型性停电风险进行量化评估。最后,针对某停电区域进行实例验证,结合实地调研工作,发掘该区域配电网的典型问题,为配电网的建设与改造提供科学依据。     

考虑多种影响因素的配电网运行风险评估

配电网故障引起的大停电事故的频频发生引发了人们对配电系统运行风险的研究。针对配电网发展过程中运行风险影响因素的不断增加,提出了一种考虑多种影响因素的配电网风险评估模型。模型中配电网停电成本的计算采用了一种新方法,该方法反映了停电频率、停电持续时间及停电电量对停电成本的综合影响,能更科学地计算出停电成本,使配电网风险评估结果更接近实际情况。最后采用蒙特卡罗法对RBTS Bus-3进行了风险评估,并与解析法的评估结果进行了对比,验证了评估方法的有效性。     

考虑运行和网架风险的配电网运行方式制定及优化

传统配电网运行方式制定和优化并未充分考虑配电网运行过程中的风险因素。为了保证配电网运行方式的最优,提出了一种考虑运行和网架风险的配电网运行方式优化方法,并在此基础上实现了正常运行方式的制定。该模型将配电网运行风险和网架风险纳入到运行方式优化中,同时利用权重将多目标优化模型简化为单目标优化模型。算例的计算结果证明了提出的配电网运行方式优化方法的正确性,同时还能满足用户降低运行风险以及网架风险的要求。     

配电网故障风险综合评估方法

针对传统可靠性分析没有考虑故障影响后果的概率性的不足,以及运行风险评估仅利用有限的电网断面数据的不足,提出了一套综合评估多因素影响下的配电网故障风险的方法,用以指导实际配电网的规划和建设。首先,以故障基准风险为基础,考虑气象、负荷结构、时间等因素的加成影响,提出了故障风险综合评估的计算方法;其次,从风险的角度出发,建立了全面合理评估配电网故障基准风险的指标体系;最后,对故障发生概率、故障影响后果以及综合这两方面的故障风险进行量化评估。算例结果表明,该评估方法能够有效地评估配电网故障风险,并合理反映造成配电网故障风险的薄弱环节。     

基于最小过热区域的城市配电网灾害风险评估

目前配电网风险评估直接应用于实际预警预案还存在一定困难。研究并提出了一种基于最小过热区域的城市配电网灾害风险评估方法。通过分析各类灾害下相应最小过热区域的停运概率,计算灾害下配网负荷停电风险,并以此为判据进行实时预警预案。考虑了配网自身的自愈控制,克服了传统配电网灾害风险评估中的保守计算。显著提升了计算速度,有能力评估灾害下多条关联馈线段同时成为初始故障源时的风险情况,并量化了灾害下配网负荷的停电损失,可用于比较不同工况下不同灾害的危害程度。最后以实际城市配电网为例验证了所提出方法的实用性、通用性和高效性。     

基于配电自动化实时数据和数字仿真的智能调度分析决策关键技术

正本技术针对城市配电网规划能力、电网运行调度能力提升问题,围绕城市配电网规划、安全可靠调度运行的辅助决策及相关技术验证的需要展开研究。通过城市配电网网架扩展规划方案多阶段的演化评估方法,故障研判与识别、合环潮流计算、多目标网络重构、配电网风险评估等     

基于加权马氏距离型TOPSIS算法的10 kV配电网雷害风险评估

10 kV配电网架空线路绝缘水平较低,雷雨天气下雷击跳闸事故频发,由于大规模线路结构模型较为复杂等原因,基于雷击跳闸率等物理模型的风险评估方法在电网层面较难实现。同时,配电网缺少监测装置,人工记录的方式致使数据质量欠佳,严重影响模型计算的准确性。提出一种10 kV配电网雷害风险评估方法,基于线路运行、气象环境等多维数据,可在低质量数据条件下进行大规模配电网线路雷害风险评估。以线路所在地理网格为评估单元,从气象、线路走廊环境及线路本体特征参数3个维度提取10项配电网架空线路雷击跳闸风险指标,并量化风险指标以及雷击跳闸风险计算规则,使用加权马氏距离型TOPSIS算法构建10 kV配电网雷害风险评估体系,对风险进行分级。利用广州市10 kV配电网架空线路历史跳闸统计数据对风险评估结果进行验证,证明了评估方法的有效性。     

基于状态检修的电网运行风险评估

设备故障率的计算是电网运行风险评估中的关键环节,将基于状态检修的设备故障率算法应用到电网运行风险评估中,在一定程度上提高了设备故障率的准确度、可信度。基于状态检修的电网运行风险评估方法充分考虑了电网运行中存在的不确定性,通过线路过载、变压器过载、过电压、低电压和失负荷五项风险指标较全面地描述电网运行风险水平,且应用了层次分析法计算电网综合风险指标,为对比电网不同运行方式下的风险大小提供了参考依据。通过实际算例分析,验证了基于状态检修的电网运行风险评估方法的有效性。     

多证据融合下电力信息物理系统风险评估研究

电力与信息的深度融合是能源互联网的发展趋势,一旦电力网或信息网发生风险与故障,电网运行的稳定性将受到极大影响。针对电力信息物理融合系统风险等级评估准确性较低的问题,提出了基于证据理论的风险评估方法。首先,通过识别电力信息物理融合系统的关键风险因素,从电力空间、信息空间和网架结构3个方面构建了电力信息物理融合系统风险指标体系。其次,借助证据融合理论实现了电力信息物理融合系统风险等级计算模型,并利用该模型评估分析了5个不同的电力信息物理融合系统,得出了各个电力信息物理融合系统不同的风险等级,验证了所提模型对评估电力信息物理融合系统风险等级的适用性。     

基于CVaR分析的新能源配电网电压风险评估模型

针对风光等分布式新能源大规模接入给配电网带来反向潮流而造成的电压波动大、局部区域电压偏高的问题,在传统配电网运行风险评估理论的基础上,结合分布式电源、电动汽车和负荷概率模型,采用严重度函数描述了电压偏高、偏低的风险,构建节点电压偏高、偏低的严重性函数。将传统风险评估理论的事故风险评估替换为基于条件风险价值(CVaR)模型,提出了考虑电动汽车和负荷不确定性的事故冲击和损失计算方法,建立了电压波动的CVaR风险指标,提出了分布式电源发电功率、电动汽车充放电功率的特殊函数的估计方法。以IEEE33系统为计算实例,计算了正常运行和预期故障线路2种情况下的电压波动的CVaR风险值,验证了该方法的可行性和适用性。     

电网调度操作的风险后果值建模及应用

现代电力系统的调度操作具有复杂性和不确定性的特点,传统经验型电网调度面临严峻的考验。将风险后果值计算引入大规模电网的调度操作中,针对调度令分解而成的每一项操作步骤,提出了操作态和操作发展态的概念,并分别建立了操作态风险后果值和操作发展态风险后果值的计算模型;在风险后果值量化指标方面,从设备重载、断面潮流越限、电压越限和负荷损失4个维度建立了一套能够综合反映电网调度操作风险水平的后果值指标体系;在此基础上,进一步通过对指标的归一化和同度化处理,来量化评估每一项操作步骤的综合风险后果值以及整条调度令的整体风险后果值。最后,将所建立的调度操作风险后果值模型应用到广东电网。计算结果表明,所提出的模型是有效的,适用于实际大规模电网,且在应用过程中能发觉调度令中的高风险操作环节,为从拟令这一电网调度的源头环节上规避可能潜在的风险提供了辨识方法。     

输配电网高级应用协同运行关键技术分析

输配电网业务融合是地区电网调度运行发展的趋势。文中针对目前输配电网自动化系统独立建设的模式,分析了输配电网协同运行和分析计算的业务需求,提出了输配电网高级应用协同运行的整体架构,并在此基础上对输配电网统一建模、拓扑分析、潮流计算、风险评估以及故障处置等方面的关键技术进行了分析。     

基于枚举抽样法的城市电网风险评估

介绍了城市电网风险评估的基本概念,提出了城市电网风险评估模型及其指标的计算方法。首先确定元件的停运模型,然后以各负荷点的负荷变化曲线为基础采用枚举抽样法对各系统状态进行抽样计算与分析。通过计算各种运行状态出现概率和累积计算结果,得到城市电网的负荷损失概率、期望缺供电量等风险评估指标。该模型充分考虑了城市电网结构的复杂性、负荷变化的随机性和重要用户的分布等因素,可以从风险水平的高低反映出城市电网运行中的薄弱环节。算例分析验证了本文模型和方法的有效性。     

智能电网信息通信系统风险评估的模糊测度方法

信息系统与物理系统的深度融合给智能电网信息通信系统的风险评估带来了新的挑战。由于电力网与电力信息网之间的耦合程度越来越深,造成电力信息通信网络的风险评估是一个多层次、多指标,且指标之间具有深度相关性的问题。在此背景下,研究了一种综合的风险评估模型。首先,构建了电力信息通信网络风险评估的指标体系。然后,利用模糊测度和模糊积分法对风险进行综合评估;其中,利用主、客观相结合的权重计算方法来确定单指标的模糊密度,将得到的模糊密度进行模糊测度后,用模糊积分算子来融合指标集合的综合估计值。最后,基于最大隶属度原则得到综合的风险评估值。通过算例分析,验证了该方法的有效性。     

考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法

针对农网改造工程普遍未考虑乡镇区域配电网之间的差异和乡镇区域负荷波动大的问题,引入机会约束规划理论,提出了一种计及负荷不确定性的考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法。首先,采用非参数核密度估计方法建立负荷的不确定性模型;然后,考虑到各乡镇区域配电网的风险承受能力差异,结合乡镇区域配电网的特点建立风险承受能力评价指标体系,并采用组合赋权法进行评估;最后,建立线路升级选型的机会约束规划模型,基于得到的评估结果差异化选取模型的置信水平,以确定线路升级的型号。实例分析表明,所提方法能够提升规划工作的精细化水平,在一定程度上实现区域配电网的风险承受能力和投资成本的相互协调,从而增强网架规划方案的适应性。     

提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法

跨区电网互联、大规模新能源并网、需求侧互动将给大电网的运行带来更多的复杂性、不确定性与风险性。文中在研究电网风险评估模型的基础上,提出一种提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法。该方法考虑切机、切负荷、直流调制等紧急控制措施的代价以及《电力安全事故应急处置和调查处理条例》出台对安全稳定控制切负荷的影响,以暂态失稳风险指标的形式量化评估系统暂态稳定水平,同时分析了不同控制量对于风险值的影响。通过将系统安全稳定性与经济性相结合,以指标形式表征提升单位断面输电能力的代价,达到对紧急控制措施进行综合评价与筛选的目的。