一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，包括：步骤一、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；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概率，形成预扫描故障集；步骤三、利用基于直流潮流的风险状态对预想故障集进行筛选和排序，形成故障状态览表；步骤四、计算览表中所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，其故障的后果就是负荷损失；步骤五、根据故障状态的负荷损失与概率计算系统风险指标；步骤六、根据系统风险指标寻找系统的薄弱环节。本发明方法避免了交流潮流对故障集里的所有故障状态进行分析，因此可大大减少后续交流潮流分析和风险指标处理的计算量，节省大量的计算时间。
【专利说明】—种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电网规划领域，并涉及电力系统风险评估领域。
【背景技术】
[0002]大型电力系统故障预扫描较为复杂，其目的是计算一个或多个元件失效后的线路潮流和母线电压，以识别是否引起线路过载、电压越限、母线孤立或系统分离成孤岛等问题。电力系统风险评估模型的核心内容是系统状态的分析计算，当通过解析法或模拟法得到某一系统状态后，需要对该状态进行评估分析。在系统状态评估中，交流潮流和直流潮流均可用来分析系统的风险状态。
[0003]虽然采用交流潮流法进行系统状态评估时可综合考虑系统的实际响应过程、电压质量及潮流的实际制约等因素，其评估的结果从理论上更接近实际情况且评估精度较高，但在大型电力系统风险评估中，系统可能出现的偶然事故状态数目很大，且事故后系统行为的分析过程是一组非线性方程和非线性优化的求解问题，因此要达到理想精度，其计算量常常会达到难以接受的程度，这是大型电力系统风险评估中交流潮流法一直无法实现工程应用的主要障碍，也是目前大型电力系统风险评估的一个难点。
[0004]虽然直流潮流不能计算节点电压的幅值，有功潮流也存在部分误差，但与采用牛顿-拉夫逊法或P-Q解耦法的交流潮流比较，其有功功率的平均误差不大(对于高压电网，误差一般在3-5%左右)。直流潮流求解时无需迭代，占用内存少，计算时间大大降低，潮流的收敛性也优于交流潮流。
[0005]因此，可以根据设备数据及电网结构等分析电网可能发生的故障及其故障概率，预扫描故障集。基于直流潮流的风险状态预扫描技术是实现本项目所采用的电网可靠性评估方法的重要手段。
【发明内容】
[0006]针对现有技术，本发明提供一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，通过对预想故障集进行筛选和排序，形成故障状态览表。由于直流潮流求解时无需迭代，占用内存少，计算时间大大降低，潮流的收敛性也优于交流潮流，因此可以利用直流潮流对预想故障集中的故障状态进行预扫描，对于发生概率极低以及严重程度在可接受范围内的故障状态，则不再进行之后的安全控制分析及风险指标计算，而对于发生概率较高，且会造成严重后果的故障状态，再利用交流潮流进行分析，从而缩短了电网风险分析的时间。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，包括以下步骤:
[0008]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；
[0009]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，并预扫描故障集；[0010]步骤三、利用基于直流潮流的风险状态对预想故障集进行筛选和排序，形成故障状态览表；
[0011]步骤四、计算步骤三形成的所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，其故障的后果就是负荷损失；
[0012]步骤五、根据步骤四计算得到的负荷损失结果和对应故障状态的故障概率计算系统风险指标；
[0013]步骤六、根据系统风险指标对电力系统进行综合评价，从而寻找系统的薄弱节点与薄弱线路。
[0014]其中，步骤三的具体内容包括:
[0015]步骤I)从预扫描故障集中提取故障状态fk，计算该故障状态fk下系统的直流潮流，假设:线路电阻比线路电抗小10倍以上，则线路1-j的电纳为:
【权利要求】
1. 一种基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 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，并预扫描故障集； 步骤三、利用基于直流潮流的风险状态对预想故障集进行筛选和排序，形成故障状态览表; 步骤四、计算步骤三形成的所有故障对应的潮流，对于存在潮流越界的故障，其故障的后果就是负荷损失； 步骤五、根据步骤四计算得到的负荷损失结果和对应故障状态的故障概率计算系统风险指标； 步骤六、根据系统风险指标对电力系统进行综合评价，从而寻找系统的薄弱节点与薄弱线路。
2.根据权利要求1所述基于故障预扫描的电力系统风险评估方法，其中，步骤三的具体内容包括: 步骤I)从预扫描故障集中提取故障状态fk，计算该故障状态fk下系统的直流潮流，假设:线路电阻比线路电抗小10倍以上，则线路1-j的电纳为:
【文档编号】G06Q50/06GK103985065SQ201410213526
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】曾沅, 朱文峰, 秦超, 周保荣, 金小明 申请人:天津大学, 南方电网科学研究院有限责任公司