電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風險評估及調(diào)控方法研究.pdf

1、事故的不確定性與電力市場運營機制的形成對電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題構(gòu)成了嚴重的威脅。以失穩(wěn)為風險的電力系統(tǒng)失穩(wěn)風險評估與管理已引起越來越多的電力工作者的重視，風險評估與風險管理已經(jīng)成為當今電力工業(yè)中具有挑戰(zhàn)性的基本任務。
　　本文在綜述目前電力系統(tǒng)風險研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風險評估、監(jiān)視與調(diào)控的相關(guān)方面進行了研究。
　　電壓失穩(wěn)概率是基于概率論的電壓失穩(wěn)風險評估基本要素之一。本文分析了基于當?shù)販y量與基于全網(wǎng)潮流計算的戴維南

2、等值參數(shù)追蹤的特點后，采用戴維南阻抗模與負荷阻抗模比值作為電壓失穩(wěn)判據(jù)。根據(jù)該比值變量，推演出了基于戴維南等值參數(shù)的電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)概率密度函數(shù)與分布函數(shù)的解析表達式。在系統(tǒng)事故概率的研究中，分析了系統(tǒng)事故的簡單概率模型與系統(tǒng)事故發(fā)生概率的經(jīng)驗分布?；谙到y(tǒng)事故的泊松分布，給出了基于運行狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生電壓失穩(wěn)的概率計算公式。該電壓失穩(wěn)概率計算方法可以顯著降低風險評估的工作量，仿真計算結(jié)果表明該方法具有可行性。
　　電壓失穩(wěn)后果是基

3、于概率論的電壓失穩(wěn)風險評估的又一基本要素。本文暫不考慮投資資本和各種電力市場因素，分別從負荷側(cè)、發(fā)電側(cè)、輸電側(cè)、發(fā)輸電側(cè)，建立以貨幣為結(jié)算單位的電壓失穩(wěn)后果的計算關(guān)系式。如將電壓失穩(wěn)后果以貨幣為結(jié)算單位進行定量化，可能牽涉到的因素過于復雜，各項貨幣化的經(jīng)濟指標難于準確計算，這使得以貨幣為結(jié)算單位進行定量化評估的方法本身存在一定的風險?？紤]到此種客觀存在的困難，提出了以戴維南等值參數(shù)為基礎(chǔ)的阻抗模比值變量進行電壓失穩(wěn)后果評估的策略。

4、>　　現(xiàn)有依據(jù)失穩(wěn)概率乘以失穩(wěn)后果等于失穩(wěn)風險所得的結(jié)果數(shù)值量級較小，這容易誤解風險背后意味的價值或問題的嚴重性，往往難以為風險管理與調(diào)控決策提供相對準確的、接近人們?nèi)粘栴}的價值或嚴重性的定量判斷范疇的信息。針對此現(xiàn)象，定義了最低應重視概率水平和最低應重視后果水平，依據(jù)傳統(tǒng)風險計算關(guān)系得出最低應重視的風險值，將依據(jù)傳統(tǒng)風險計算關(guān)系得出的、數(shù)值量級偏小的風險值進行規(guī)范化處理，從而使其量值轉(zhuǎn)化到人們?nèi)粘栴}的價值或嚴重性的定量判斷范疇

5、，以利于理解和決策之用。本文將風險評估方法應用于電力系統(tǒng)事故篩選與排序中，得到了涵蓋風險信息的新的事故篩選與排序方法。
　　為了給調(diào)度人員提供電壓失穩(wěn)風險信息以及指導風險調(diào)控，本文提出基于全網(wǎng)信息和當?shù)販y量信息的電壓失穩(wěn)風險在線監(jiān)視和預估方案。根據(jù)系統(tǒng)有功備用信息對系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風險水平進行等級制定。按照風險水平將系統(tǒng)劃分為調(diào)控區(qū)、高度警戒區(qū)、一般警戒區(qū)、關(guān)注區(qū)和一般關(guān)注區(qū)，并用黑紅橙黃綠五色作為風險等級指示信號。給出各個單元對系統(tǒng)

6、電壓失穩(wěn)風險的貢獻額，根據(jù)貢獻額的大小篩選出對系統(tǒng)風險貢獻大的單元，并給出風險警告信息。通過狀態(tài)預估結(jié)果進行電壓失穩(wěn)風險評估得到風險態(tài)勢預估。對未來時段高系統(tǒng)風險水平或者風險增長速度快的情況給出系統(tǒng)風險態(tài)勢預警信息。提出基于PMU的電壓失穩(wěn)風險監(jiān)視方案，該方案可以在狀態(tài)估計平臺失效時，利用當?shù)販y量數(shù)據(jù)進行局部重點區(qū)域的風險監(jiān)視和全局風險估算，成為基于全局信息的風險監(jiān)視的一種補充方案。
　　電壓失穩(wěn)風險需要進行調(diào)控使其保持在可接受的

7、范圍內(nèi)，為此本文提出一種電壓失穩(wěn)風險在線調(diào)控的策略和方法。該調(diào)控由發(fā)電輸出功率調(diào)整和減限負荷構(gòu)成。當電壓失穩(wěn)風險監(jiān)視系統(tǒng)給出執(zhí)行風險調(diào)控的觸發(fā)命令后，以盡量不損失負荷用電為原則，首先進行發(fā)電輸出功率調(diào)整，如能夠達到滿意的風險水平，則不進行減限負荷操作；如不能達到滿意的風險水平，則在發(fā)電輸出功率調(diào)整結(jié)果的基礎(chǔ)上進行減限負荷操作。該調(diào)控策略可以有效地規(guī)避和降低系統(tǒng)電壓失穩(wěn)風險，又兼顧了系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。
　　本文得到國家自然科學基金項