灾害天气下计及一二次设备耦合故障的电网短时风险评估

灾害天气下电网发生短时多重故障有可能超出保护系统预设的反应能力,一二次设备耦合影响将助推多重故障风险发展和蔓延。为此,提出了计及一二次设备耦合故障的短时风险评估方法。首先,分析了一次设备与二次设备之间的交互作用及其对电网短时运行风险的影响。其次,构建了一次设备和二次设备的故障概率模型,重点分析了一二次设备耦合故障引发保护拒动的概率。然后,结合保护系统对超预期故障的反应能力,提出了灾害天气下电网短时多重故障风险评估方法。最后,采用改造的IEEE39节点系统对所提方法进行测试。算例结果表明：受外界气象环境影响,保护系统缺陷暴露导致非期望动作使得电网多重故障风险更为严重;综合考虑灾害天气对一二次设备影响下的短时运行风险,对于发现和消除保护系统薄弱环节及制定电网降风险运行策略具有一定参考价值。     

考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估

为了综合评估恶劣天气下输电线路故障与二次系统隐性故障导致的多重故障风险,提出了考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估方法。首先,分析了气象灾害导致输电线路故障的特点,总结了一二次设备耦合多重故障的特点。其次,综合考虑输电线路及保护装置的失效概率,建立了一二次耦合多重故障模型。然后,应用拉丁超立方抽样实现初始故障集的快速生成,进而评估系统失负荷、节点电压越限、支路潮流越限等风险指标。最后,采用IEEE39节点系统对所提方法进行测试。研究结果表明：考虑一二次耦合的多重故障,系统面临的风险更为严重;使用拉丁超立方抽样,可兼顾不同气象分区内线路故障概率分布差异,提高计算效率;通过多维度风险指标排序,能够有效筛选灾害天气落区内影响电网风险的关键线路和母线,为电网风险防控和薄弱环节治理提供决策依据。     

电网连锁故障的概率分析模型及风险评估

按照连锁故障发生、发展的物理过程,并结合各个阶段事件的概率特点,建立了一种电网连锁故障的概率分析方法,对连锁故障的各个环节进行了详细的概率描述。通过对连锁故障过程的模拟,用节点电压越限、出现孤立负荷等指标对连锁故障进行风险评估,找到系统的薄弱环节。采用根据以上理论编写的电力系统连锁故障模拟及风险评估软件,对IEEE 39节点系统进行了算例演示,进一步说明了所提概率分析模型和风险评估方法的合理性。     

考虑多重故障的连锁过载分析

多重故障作为低概率、高风险故障在一定情况下是有必要考虑的,其发生概率及严重程度随设备检修操作而引起的运行方式的改变而变化。文章采用事件树对连锁故障的分析方法,运用小概率事件的概率近似理论对多重故障进行概率阶次划分,可以简化多重故障的筛选过程。将此方法应用于连锁过载分析中,通过算例仿真可以看出,该搜索方法可以很好地反映因运行方式变化而产生的故障概率变化,更好地评估检修操作风险,进一步完善了低概率、高风险的连锁故障路径搜索,对于深入研究连锁故障有一定帮助。     

基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。     

计及输电线路舞动预测的电网短期风险评估

为了准备评估覆冰舞动环境下电网的短期运行风险,保障输电线路的正常运维,提出了一种计及输电线路舞动预测的电网短期风险评估方法。定量地抓住决定事故风险程度的两个因素:故障可能性指标和后果严重度指标,从整体层面把握舞动对电网短期运行风险的影响。其中可能性指标通过BP神经网络预测舞动概率值和通过频次法划分的舞动分区图综合计算得到,后果严重度指标根据输电线路故障断开后的支路过载和母线电压越限指标计算得到。以河南电网的历史舞动数据进行算例分析,结果表明所提方法能有效评估电网的短期运行风险评估,舞动预警和电网风险评估结果可以为电网调度和线路运维人员提供决策支撑,及早调整运行方式或者进行防舞作业,降低舞动对电网安全运行的影响。     

复杂电力系统连锁故障的风险评估

电力系统中的连锁故障是一种发生概率低但后果严重的事故,严重的连锁故障可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。文章提出了一种复杂电力系统连锁故障的风险评估方法,模拟连锁故障的一般发展过程,将事故发生概率及后果联系起来,提出了量化的风险指标,能发现系统运行中更深层次的问题,暴露安全隐患。以此为基础开发了基于风险理论的电力系统连锁故障风险评估软件,并以美国东北部 NPCC 48机测试系统为例验证了该方法的先进性和有效性。     

基于关键线路识别的电力系统连锁故障风险评估模型

针对现有模型的不足,提出了一种新的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型从元件过负荷、继电保护隐性故障2个方面定义了连锁故障概率:以故障发展过程中出现的母线低电压、线路过负荷、电力系统失负荷来衡量连锁故障带来的后果。在不违背连锁故障发生机理的前提下,将支路的结构传输重要度与反映电网实时运行状况的线路故障发生概率相结合,给出了连锁故障中关键线路识别的重要判据,根据关键线路排序结果合理选择下一个故障环节,加快了连锁故障模式搜索速度。最后对IEEE 10机39节点系统进行仿真,仿真结果证明了本文方法的有效性。     

一起线路故障引发站内设备故障的多重电网故障分析

针对某110kV变电站因35kV线路发生单相接地故障导致站内主变压器总路断路器CT绝缘击穿,发生异名相两点接地短路的复杂电网事故进行了详细分析。该事故无法通过故障点判断是否属于主变压器差动保护区内故障,通过差流计算的方法证明了CT故障点在主变压器差动保护区区外,差动保护因CT受损波形畸变而动作。分析过程显示了故障细节对事故分析的重要性。     

基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型

提出了一种改进的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型综合考虑了线路故障概率的泊松分布特性以及实时潮流大小的影响,给出了线路停运概率的直线分段拟合计算方法。通过分析连锁故障对供电方和用电方的双重影响,采用母线低电压、潮流相对转移量、系统相对失负荷量作为连锁故障的后果评估函数。所提算法在连锁故障的某一环节选定后,利用有功增加因子先识别剩余网络中相对于该故障环节的输电断面,再在输电断面所含支路中选择下一故障环节,避免了全网遍历搜索。最后对IEEE 39节点系统进行了仿真分析,证明了该方法的有效性。     

一起恶劣天气造成的电网多重故障引发的思考

通过对一起典型的恶劣天气造成的电网设备多重故障进行分析,总结事故处理的经验和启示：调度员处理事故应抓住主要矛盾,分清轻重缓急;恶劣天气下应尽可能保障电网结构稳定,防止事故扩大化;事故处理时应充分利用在线系统获取信息,辅助判断决策。还提出了调度员在事故处理和事故预控中面临的选择与风险：事故处理中,为防止事故扩大,多次试送故障设备,但可能对电网造成多次冲击,还可能对设备造成损坏;事故预控中,则面临压运行极限运行保电力供应与留有一定安全裕度但限制部分负荷的两难选择。就此提出建议：相关部门应开展输变电设备运行环境和运行水平研究,建立量化指标,评估环境的恶劣程度和设备运行能力,并开发相应的系统进行实时监测与分析,为调度员处理事故提供指导性意见;出台事故预控的有关规定,使调度员在日常工作中有据可依。最后对大运行及集控站建设方面提出了建议,进一步完善监控系统和远方操作功能。     

基于因子分析和支持向量机的电网故障风险评估

针对市场环境下地区电网的故障风险较难通过可靠性方法评估,且未能考虑到经济性和外部影响的问题,提出了基于电网建设经营的风险评估模型。通过构建以电网供应能力、用电需求、经济效益、气象及政策等指标组成的完整故障风险指标体系。采用因子分析法提取出包含原有指标信息的公共因子,利用支持向量机构建评估模型。算例结果验证了该模型的合理性。     

复杂电网多重故障条件下的电压暂降分析

针对复杂电网发生多重故障时的电压暂降问题,提出一种新的分析方法。该方法将所有故障点视为虚拟节点并引入多重故障点位置参数。通过计算虚拟节点与非故障节点、虚拟节点之间的互阻抗和自阻抗,将节点阻抗方程进行扩展。结合各故障点的故障边界条件计算得到各故障电流相量,进而推导出电网中任意节点故障电压相量关于多重故障位置参数的函数,最后结合阀值电压进行电压暂降分析。在标准IEEE 30节点系统中验证所提出的电压暂降分析方法的有效性。     

基于层次分析法和熵权法的电网风险评估

大规模电力网络中,某些指标对电力系统大规模停电和连锁崩溃的发生有着重要的影响。为了寻找因故障开断后将会对全网造成巨大影响的线路,从而达到预防大规模停电的效果,建立了一套客观合理的配电网安全性评估体系,并运用层次分析法和熵权法相综合的主客观并重的评价方法对配电网进行风险评估,从定量的角度量化出较为脆弱的线路,为预防连锁跳闸和大规模停电提供决策信息。在IEEE39节点系统上对此方法予以验证。     

考虑线路停运率的电网连锁故障风险评估

风险指标能够综合事故的可能性和严重性,可用来预测电网的连锁故障序列.传统风险评估中的可能性指标仅考虑了线路故障率,而线路过载停运是导致电网连锁故障的重要原因之一.为考虑电网中的复杂不确定性,根据线路故障、线路不正常工作时引起保护动作、环境因素和人为误操作3个方面来确定每条线路的综合停运率.以线路综合停运率作为连锁故障的可能性指标,结合严重性指标进一步建立了考虑线路停运率的电网连锁故障风险评估模型.对WSCC-9节点系统和某地方电网采用该方法进行仿真,结果证明该方法正确、客观,具有一定的工程应用价值.     

基于粗糙集理论的配电网故障风险评估

为了避免或减少由于配电网故障引起的停电损失,提出了一种基于粗糙集理论的配电网故障风险评估方法。根据配电网历史故障风险情况和专家经验,将各种故障时的全部可预知风险评估指标和相应的风险等级数据组成一个原始数据表,利用粗糙集理论的属性约简和属性值约简功能对该数据表约简,得到最小规则集,即为最终的配电网故障风险评估模型。实例分析结果表明,该方法能够准确地在线预测配电网故障风险等级,对于提高供电可靠性和电能质量具有重要作用。     

基于电网故障与气象因果关联分析的系统风险控制决策

输电线路长期暴露于大气环境当中,易受雷电、台风、暴雨等灾害性天气影响而发生故障,故障原因不同电网的应对措施应有不同。研究了不同天气状况下输电线路故障的概率,提出了依据统计分析结论,在预报的气象状况下,对存在故障风险的线路集,对N-m故障风险进行评估,并以此为依据选择电网运行方式以降低系统风险、提高系统抵御恶劣自然灾害的能力。通过对南方沿海某地区的灾害性天气的分布特征进行统计分析,得到了灾害性天气在不同时间范围爆发的频度,使用RBTS系统进行测试,验证了该方法的可行性。     

考虑风电场接入的电网连锁故障运行风险评估

随着智能电网的兴起,大规模新能源的并网增加了系统的不确定性。为了研究风电接入对电网大停电的影响,从连锁故障的角度出发,结合输电线路和保护的运行可靠性模型,根据风电出力变化和系统当前运行状况,提出了连锁故障搜索模式,并基于效用理论提出连锁故障运行风险评估方法及相关指标。以IEEE-RTS 79系统为算例,分析不同的并网方案下风险指标的差异,评估风电渗透率、风电接入方式以及风电随机性对输电网连锁故障的影响,研究结果可为风电接入条件下的电网规划运行及防御大停电提供科学的理论依据和参考价值。     

基于检修方式下地区电网运行风险评估

检修状态下运行方式的制定对降低电力系统风险及确保电网的安全运行显得尤为重要,将风险理论应用于检修方式下的地区电网运行风险评估,根据地区电网运行特点,引入分层、分区评估的理念及可行运行方式集的生成方法;提出地区电网的运行风险指标,并计及备用电源自动投入装置对失负荷的影响的基础上,利用事件发生概率和后果形成风险矩阵,找到风险值最小的运行方式。最后实际电力系统检修时运行风险评估案例分析验证了该方法的有效性。     

台风天气条件下的电网暂态稳定风险评估

基于风险的分析方法可以定量地评估灾害条件下电网的短期安全稳定水平,并为电网的安全预警提供支持。提出了一种台风天气条件下的电网暂态稳定风险评估方法。该方法考虑了台风天气条件对输电线路运行可靠性的影响,并根据故障概率建立电网风险评估的预想故障集。对于预想故障集中不满足暂态稳定或静态安全的故障,建立了该故障下的最优紧急控制模型,并以紧急控制代价来衡量各预想故障的后果。最后通过新英格兰测试系统初步验证了所提出方法的有效性。