電力系統(tǒng)負荷及負荷率的可靠性影響模型.pdf

1、電力系統(tǒng)可靠性性能受系統(tǒng)負荷、元件可靠性性能、元件電氣特性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等的影響。這些因素中，系統(tǒng)負荷具有明顯的分布特性，用單一負荷水平(比如：峰荷、平均負荷)進行系統(tǒng)可靠性評估，將難以真實地反映系統(tǒng)可靠性水平。通過需求側(cè)管理、儲能等手段，可實現(xiàn)系統(tǒng)負荷率的變化，這將對給定時段內(nèi)系統(tǒng)的可靠性性能產(chǎn)生較大的影響。因此，研究系統(tǒng)可靠性隨負荷、負荷率的變化規(guī)律，以實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性的快速評估，優(yōu)化系統(tǒng)運行策略，提高系統(tǒng)可靠性，具有重要的理論意義和工程

2、價值。
　　 本文受國家自然科學基金項目“電力系統(tǒng)可靠性非同調(diào)機理及非同調(diào)元件辨識研究”(50777067)等的資助，對系統(tǒng)負荷、負荷率與電力系統(tǒng)可靠性之間的相互影響關(guān)系展開深入探討，取得的成果如下：
　　 結(jié)合支撐向量回歸法(SVR，Support Vector Regression)具有求解小樣本、非線性、高維數(shù)、局部極小點等問題的優(yōu)點，帶擴展記憶的粒子群優(yōu)化算法(PSOEM，Particle Swarm Optim

3、ization with Extended Memory)具有搜索方向明確、收斂快以及粒子個體經(jīng)驗積累等特點，建立短期負荷預(yù)測的PSOEM-SVR模型。深入分析ε不敏感損失函數(shù)、懲罰因子c等參數(shù)對SVR模型精度的影響，應(yīng)用PSOEM方法實現(xiàn)模型參數(shù)的優(yōu)化計算。將該模型應(yīng)用于某城市電網(wǎng)進行負荷預(yù)測，結(jié)果表明：PSOEM-SVR模型的預(yù)測精度優(yōu)于傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模型，其夏季、冬季負荷預(yù)測的最大絕對百分誤差分別為2.24％和2.29％。該模

4、型可為負荷率調(diào)整策略的制訂、可靠性隨負荷率變化規(guī)律等分析提供負荷預(yù)測的基礎(chǔ)。
　　 分析發(fā)電系統(tǒng)、發(fā)輸電組合系統(tǒng)主要可靠性指標，如：失負荷概率(LOLP，loss of load probability)、失負荷頻率(LOLF，loss of load frequency)、失電量期望(EENS，expected energy not supplied)，隨系統(tǒng)負荷的變化規(guī)律，以擬合的規(guī)律曲線連續(xù)、光滑等為目標，建立系統(tǒng)可靠性指

5、標隨系統(tǒng)負荷變化的三次樣條插值模型。通過插值邊界條件、插值點導(dǎo)數(shù)等信息，即可求解該模型。結(jié)合該模型，可建立電力系統(tǒng)可靠性預(yù)測估計模型，以避免負荷變化時可靠性的重復(fù)評估，可為負荷率變化對系統(tǒng)可靠性影響的分析提供快速計算的基礎(chǔ)。將該模型應(yīng)用于RBTS、IEEE-RTS79、IEEE-RTS96等系統(tǒng)。算例表明：系統(tǒng)可靠性隨負荷呈非線性的變化規(guī)律；當負荷變化時，可直接應(yīng)用該模型預(yù)測估計系統(tǒng)可靠性，其平均絕對百分誤差約2.0％。
　　

6、基于削峰填谷和等比例調(diào)整等負荷率調(diào)整策略，提出調(diào)整策略對應(yīng)的負荷調(diào)整算法；基于此，建立系統(tǒng)可靠性指標隨系統(tǒng)負荷率變化的樣條插值模型。兩種負荷率調(diào)整策略均針對給定時段(如一年或一天)內(nèi)，在滿足負荷電能需求下，調(diào)整負荷谷峰差及負荷曲線，即在系統(tǒng)平均負荷不變的前提下改變系統(tǒng)最大負荷及其他時段負荷，以達到提高負荷率的目的。應(yīng)用RBTS、IEEE-RTS79等系統(tǒng)驗證了模型的有效性。算例表明：隨著系統(tǒng)負荷率的提高，系統(tǒng)可靠性呈非線性上升規(guī)律，即提

7、高系統(tǒng)負荷率可提高系統(tǒng)可靠性；但是，當負荷率提高到一定程度時，系統(tǒng)可靠性的提高會出現(xiàn)明顯的飽和現(xiàn)象。
　　 隨著負荷率的提高，電力系統(tǒng)可靠性將得到改善，但其通常以犧牲系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性為代價。因此，應(yīng)綜合計入負荷率的調(diào)整成本、可靠性效益等因素，確定電力系統(tǒng)運行的最優(yōu)負荷率，以提高系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。鑒于此，挖掘負荷率調(diào)整過程中電力系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性的變化規(guī)律，基于系統(tǒng)峰谷差電價、停電損失等因素，建立最優(yōu)負荷率的非線性規(guī)劃模型，并