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专利号: 2018112970948
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于包括如下步骤:步骤Ⅰ,基于预想事故发生的概率以及预想事故发生后的影响,建立风险模型,并确定合适的严重度函数;

步骤Ⅱ,对预想事故进行筛选和排序,得出主导预想事故集;

步骤Ⅲ,对筛选后的主导预想事故,进行负载潮流分析计算,并记录系统中所有节点的电压V和电压相角δ;

步骤Ⅳ,基于多项式形式的暂态稳定裕度以及所获得的潮流数据,计算暂态稳定裕度的概率分布及其均值和标准差;

步骤Ⅴ,基于所建立的风险模型,利用暂态稳定裕度的概率分布以及严重度函数计算预想事故的风险指数;

步骤Ⅵ,基于所求的风险指数,采取相应的预防控制或紧急控制措施。

2.根据权利要求1所述一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于,步骤Ⅰ具体包括如下步骤:步骤Ⅰ-1:采用如公式(1)所示概率和后果乘积的表达形式,计算相应预想事故下的电力系统风险指数;

式中:Xt:t时刻的预测不确定负载运行条件;Ei:第i次预测事故;Pr(Ei):第i次事故发生的概率;SM:电力系统暂态稳定裕度;SMt:t时刻的暂态稳定裕度;Pr(SM/Ei,Xt):第i次事故下暂态稳定裕度和预测不确定负载运行条件的概率;Sev(Ei,SM):严重度函数,用来量化随稳定裕度变化而发生的事故的影响;

步骤Ⅰ-2:以电力系统的极限切除时间为自变量,与其实际切除时间相比,选取合适的连续的严重度函数,使极限切除时间与严重度呈现线性相关;选取的严重度函数可做如下表示:当极限切除时间大于或等于实际切除时间时,严重度为0,当极限切除时间从1倍的实际切除时间逐渐降低时,严重度线性增加,且当其为0.997倍的实际切除时间时,严重度为

1,以此构造一合适的严重度函数。

3.根据权利要求2所述一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于,步骤Ⅰ-2中:选取的严重度函数包括如下标准:①应反映意外事故而非运行人员决策的后果和负载情况;

②事故的后果应能被运行人员从网络参数的角度理解;

③应尽可能与确定性决策标准相联系,以帮助运行人员实现不同方法间的过渡;

④应尽可能简单;

⑤应反映不同安全问题间的相对后果,以实现综合风险指标的计算;

⑥应能衡量安全性被破坏的程度。

4.根据权利要求1所述一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于,步骤Ⅱ中包括如下步骤:步骤Ⅱ-1:按照事故对系统动态不安全概率的贡献作为排序指标进行排序,将对系统不安全概率指标贡献比较大的事故纳入预想事故集,得到主导预想事故集Γ;

步骤Ⅱ-2:对上一步得到的预想事故集进一步划分为三部分,分别为集合Γ1:这部分事故需要采取预防控制措施以保证暂态稳定;集合Γ2:这部分事故需要采取紧急控制措施以保证暂态稳定;集合Γ3:这部分事故不需要采取预防控制或者紧急控制措施。

5.根据权利要求1所述一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于,步骤Ⅲ中,使用仿真软件对电力系统进行预想事故下的潮流计算并生成潮流数据。

6.根据权利要求1所述一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于,步骤Ⅳ中包括如下步骤:步骤Ⅳ-1:使用在步骤Ⅲ中获得的潮流数据,通过暂态稳定裕度多项式,得到第k个事故下的暂态稳定裕度的期望值E(SMk);

步骤Ⅳ-2:将标准潮流雅可比矩阵求逆并且选择所需要的灵敏度,得到所有的节点电压V和电压相角δ对所有负载的有功功率P和无功功率Q的偏导数矩阵,即矩阵Sa;

式中:nL为系统中负载节点的数量,n为系统中节点的总数量;

步骤Ⅳ-3:对于第k个事故,利用函数形式的暂态稳定裕度多项式来计算稳定性裕度对所有节点的电压V和电压相角δ的偏导数,得到行矩阵STVSMk:式中:SMk为第k个事故下的暂态稳定裕度函数;

步骤Ⅳ-4:利用矩阵sa和STVSMk按公式(4)计算第k个事故下暂态稳态裕度SMk对第i个负载节点的负载有功功率P的灵敏度;

利用同样的方法,求得Q的稳态裕度灵敏度;将此扩展到所有负载节点,由此得出第k个事故下的暂态稳定裕度灵敏度矩阵SP:步骤Ⅳ-5:利用预测负载值与假定负载标准差,通过取负载值与负载标准差乘积的平方得到方差-协方差矩阵CP的对角元素,并由于不同节点的负载不相关,假定非对角元素为

0,得到方差-协方差矩阵CP;实际控制室也可基于通过高精度的数字化量测以及电力系统网络化简获得的电力系统的历史潮流数据,得到所需的负载方差-协方差矩阵CP;

步骤Ⅳ-6:利用暂态稳定裕度灵敏度矩阵SP以及负载有功功率P和无功功率Q的方差-协方差矩阵CP计算暂态稳定裕度的标准差;将暂态稳定裕度的概率分布建模为公式(6),之前所得第k个事故下的暂态稳定裕度的期望值作为其正态分布的平均值;

7.根据权利要求6所述一种基于风险指数的电力系统动态安全评估方法,其特征在于:在步骤Ⅴ中:基于风险模型给出的风险计算公式,利用以上步骤所获得的数据进行风险指数计算。