一种基于混合潮流的电力系统静态风险评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于混合潮流的电力系统静态风险评估方法，包括：（1）根据当前电力系统结构和规划方案，建立相应的规划方案模型；（2）根据设备数据及电网结构分析电网预计发生的故障及概率，建立预想故障集；（3）利用基于混合潮流的风险状态计算预想故障集中所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，将负荷损失作为故障后果；（4）根据故障状态的负荷损失与概率计算系统风险指标；（5）根据系统风险指标寻找系统的薄弱环节。本发明专利技术利用混合潮流克服了在风险评估过程中，复杂大电网以及高阶故障中单独应用交流潮流法遇到的潮流不收敛问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合潮流的电力系统静态风险评估方法
本专利技术属于电网规划领域，并涉及电力系统风险评估领域
技术介绍
传统电网规划设计研究大多数集中于在满足未来负荷需求的基础上，确定待建输电线路的数量以及位置以使总投资成本最低这样一个问题。其中，在对规划方案进行比较和安全稳定校核时，一般采用确定性的方法对规划方案进行可靠性评估。确定性方法是在预期故障发生的情况下，研究电网的可靠性水平。最常用的确定性方法是系统N-1或N-K方法，即在任意一个或K个元件(如发电机、线路、变压器等)故障退出运行时，计算系统中线路的潮流和节点电压，校验其是否发生过载或电压越界现象。确定性方法只是对系统的安全性作粗略估计，提出改进薄弱环节的措施，但是该方法只是考虑了预想事故发生的后果，忽视了事故发生的概率，从而容易导致对发生后果严重而发生概率低的事件过于悲观，而对发生概率高影响小的事件过于乐观。将风险评估的理论引入电网规划中，同时考虑故障发生的概率及其产生的后果，来综合地评定电力系统的风险，并将风险转化为费用，将电力系统的风险水平和风险费用纳入到电网规划设计范围内。在静态风险评估中，判断系统失效状态和估计故障损失后果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混合潮流的电力系统静态风险评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据当前电力系统结构和未来需求制定规划方案，并建立相应的规划方案模型；步骤二、根据设备数据及电网结构分析电网预计发生的故障及其故障概率，建立预想故障集；步骤三、利用基于混合潮流的风险状态计算预想故障集中所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，利用基于灵敏度的最优安全控制算法计算用于消除越限状态所需的切机切负荷量，该负荷损失即为故障造成的后果；步骤四、利用步骤三的计算的切机切负荷量和相应的故障概率计算系统风险指标；步骤五、根据系统风险指标对电力系统进行综合的评价，从而寻找系统的薄弱节点与薄弱线路。

【技术特征摘要】
1.一种基于混合潮流的电力系统静态风险评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据当前电力系统结构和未来需求制定规划方案，并建立相应的规划方案模型；步骤二、根据设备数据及电网结构分析电网预计发生的故障及其故障概率，建立预想故障集；步骤三、利用基于混合潮流的风险状态计算预想故障集中所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，利用基于灵敏度的最优安全控制算法计算用于消除越限状态所需的切机切负荷量，该负荷损失即为故障造成的后果；具体内容包括：步骤1)从预扫描故障集中提取故障状态fk，利用交流潮流程序计算该故障状态fk下的系统潮流；步骤2)判断步骤1)的交流潮流计算结果是否收敛，若收敛，则执行步骤4)，否则执行步骤3)；步骤3)利用直流潮流计算故障状态fk下的系统直流潮流，假设：线路电阻比线路电抗小10倍以上，则线路i-j的电纳为：式(1)中，xij为线路i-j的电抗，线路节点i与线路节点j之间的电压相角差δij小于10°，则：sinδij≈δi-δj(2)cosδij≈1(3)式(2)中，δi为节点i的电压相角，δj为节点j的电压相角，线路节点i与线路节点j的对地电纳bi0与bj0忽略不计，即：bi0＝bj0≈0(4)所有节点的电压幅值的标幺值假设为1，则一条线路的线路潮流Pij是：节点注入的有功功率表达式为：P＝B′δ(6)式(6)中，矩阵B′为n-1阶方矩阵，n为系统节点数，矩阵B′中的元素P为n-1阶列向量，其元素为除平衡节点外各节点的有功功率注入量；δ为n-1阶列向量，其元素为除平衡节点外各节点的电压相角；合并式(5)和式(6)得到节点注入有功功率和线路潮流间的线性关系：Tp＝AP(7)式(7)中，Tp为线路潮流向量，其元素是线路潮流Pij；矩阵A是节点注入有功功率与线路潮流之间的关系矩阵，矩阵A的维数为L×(n-1)，其中，L表示故障后系统的线路数；由矩阵B′直接计算矩阵A，假设线路l的两个节点编号为i和j，当l＝1,…,L时，矩阵A中的第l行元素由以下方程组解出：B′Al＝C(8)式(8)中，1/xij为第i个元素，-1/xij为第j个元素；步骤4)判断故障状态fk下的系统潮流是否存在越限，若存在，则该故障状态为失效状态，计算为消除潮流越限所需的切机切负荷量，并将负荷损失作为故障造成的后果；若失效状态fk的系统潮流是通过交流潮流程序计算得到的，则需要通过静态安全最优控制模型来计算预想故障所造成的负荷损失，将发电机和负荷的控制费用最小值作为目标函数，利用发电机有功功率和负荷有功功率作为控制手段，引入静态灵敏度技术将非线性静态安全最优控制模型转化成线性静态安全最优控制模型，此线性模型如下所示：

【专利技术属性】
技术研发人员：曾沅，秦超，朱文峰，周保荣，金小明，
申请(专利权)人：天津大学，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12