含TCSC的電網(wǎng)運行風(fēng)險評估和優(yōu)化調(diào)度模型研究.pdf

1、本文依托國家自然科學(xué)基金資助項目“柔性發(fā)輸電系統(tǒng)概率風(fēng)險評估和優(yōu)化配置模型研究”(項目號:50977094)和重慶市科委自然科學(xué)基金資助項目“計及柔性發(fā)輸電設(shè)備的電網(wǎng)可靠性評估模型研究”(項目號:CSTC,2011BB6047)進(jìn)行研究工作。
　　運行風(fēng)險評估是一個短期可靠性評估過程,由于其評估周期較短,元件所處的外界環(huán)境和運行條件變化將影響元件可靠性水平,采用傳統(tǒng)可靠性評估中的統(tǒng)計平均參數(shù)值不能準(zhǔn)確評估時變運行條件下的系統(tǒng)運行風(fēng)

2、險。因此,在進(jìn)行電網(wǎng)運行風(fēng)險評估時有必要正確處理實時條件與元件運行可靠性的關(guān)系,即實時條件下的元件運行可靠性的建模。可控串聯(lián)電容補償(TCSC)通過輸電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)節(jié)實現(xiàn)潮流控制,能夠改變電網(wǎng)運行條件,對系統(tǒng)中其他電力元件以及自身可靠性產(chǎn)生影響,因此,對TCSC運行可靠性模型展開研究,有利于分析TCSC對電網(wǎng)運行風(fēng)險的影響。
　　電網(wǎng)運行風(fēng)險評估是基于一定的調(diào)度運行方式進(jìn)行的,然而調(diào)度運行方式的變化將對電網(wǎng)運行可靠性產(chǎn)生影響,同時,

3、在制定發(fā)電調(diào)度方案時,不能忽略電網(wǎng)運行風(fēng)險引起的經(jīng)濟(jì)代價,即發(fā)電調(diào)度優(yōu)化和運行風(fēng)險評估時一個相互制約的過程,調(diào)度運行方式?jīng)Q定系統(tǒng)風(fēng)險水平,運行風(fēng)險指標(biāo)指導(dǎo)發(fā)電調(diào)度決策。正確處理二者的關(guān)系,計及運行風(fēng)險的發(fā)電優(yōu)化調(diào)度是一個亟需深入研究的重要課題。
　　因此,本文基于運行風(fēng)險理論,對TCSC運行可靠性模型展開研究,構(gòu)建了含TCSC電網(wǎng)的運行風(fēng)險評估模型,探索了負(fù)荷隨機(jī)波動、元件老化、氣溫變化以及TCSC對系統(tǒng)運行可靠性的影響。將電網(wǎng)運

4、行風(fēng)險理論和優(yōu)化調(diào)度理論相結(jié)合,構(gòu)建了基于條件相關(guān)運行風(fēng)險的發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型,實現(xiàn)了電網(wǎng)運行風(fēng)險和調(diào)度方式之間的協(xié)調(diào)控制。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　①對TCSC結(jié)構(gòu)和故障模式進(jìn)行分析,構(gòu)建了TCSC及其子模塊的可靠性框圖,計及部件冗余配置討論了TCSC子模塊以及其內(nèi)部部件的可靠性。
　?、谏钊敕治隽薚CSC的電抗隨電流而變化的運行特性,基于此提出了一種計及 TCSC視在電抗約束的線路可靠性模型。針對實時運行條件下故障率參

5、數(shù)的時變特性,應(yīng)用馬爾可夫理論推導(dǎo)了TCSC核心部件以及整個線路的狀態(tài)概率計算公式,并基于運行風(fēng)險理論建立了條件相關(guān)的故障率模型。該模型定量考慮了負(fù)荷隨機(jī)波動、元件老化以及氣溫變化對元件可靠性的影響。
　?、劬C合考慮實時運行條件對元件和電網(wǎng)運行可靠性的影響,構(gòu)建了基于條件相關(guān)運行風(fēng)險的發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型。將條件相關(guān)的運行風(fēng)險評估與發(fā)電調(diào)度優(yōu)化相結(jié)合,采用統(tǒng)一的貨幣形式量化發(fā)電機(jī)調(diào)度成本和風(fēng)險代價,以期望總成本最小為目標(biāo)函數(shù),在滿足正

6、常和故障狀態(tài)對應(yīng)安全約束條件下尋求最優(yōu)調(diào)度方案。同時,計及了旋轉(zhuǎn)備用響應(yīng)特性以及TCSC對電網(wǎng)運行風(fēng)險的影響,將機(jī)組輸出功率再調(diào)整允許范圍和TCSC補償范圍增至約束集中。該模型綜合考慮了負(fù)荷水平、實時調(diào)度運行方式、潮流分布和運行風(fēng)險的相互影響,實現(xiàn)了電網(wǎng)運行風(fēng)險和發(fā)電成本均衡協(xié)調(diào)的最優(yōu)調(diào)度決策。
　?、懿捎肕atlab對RBTS可靠性測試系統(tǒng)進(jìn)行計算分析,驗證了本文所提模型的有效性和正確性。計算了不同負(fù)荷水平、元件等效服役時間以及