面向增強態(tài)勢感知的輸電系統(tǒng)安全性綜合評估.pdf

1、態(tài)勢感知是提高電網(wǎng)自愈(Self-healing)功能和抗擾能力(Robustness)的關鍵。隨著大規(guī)模連鎖停電事故頻繁發(fā)生和大規(guī)模風電的接入,安全性評估作為態(tài)勢感知的核心分析工具面臨著諸多挑戰(zhàn)。本文以安全域方法學的研究成果為基礎,圍繞面向增強態(tài)勢感知的輸電系統(tǒng)安全性綜合評估展開了研究。
　　首先,研究了在注入功率空間上保證含雙饋風機(DFIG)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的動態(tài)安全域(以下簡稱含DFIG的動態(tài)安全域)。通過大量暫態(tài)穩(wěn)定仿

2、真發(fā)現(xiàn),在工程關心的范圍內(nèi),含DFIG的動態(tài)安全域的邊界仍可用一個或少數(shù)幾個超平面表達式近似表示,其精度可滿足工程實際需要。該研究結(jié)果使安全域方法的優(yōu)越性在風電接入后的安全性監(jiān)視與分析中進一步凸顯,使其可作為面向增強態(tài)勢感知的安全性監(jiān)視、評估與控制的強有力的工具。
　　其次,給出了安全轉(zhuǎn)移概率的解析計算方法,證實了安全轉(zhuǎn)移概率的有效性?；诔矫嫘问降陌踩蜻吔绲谋磉_式將安全轉(zhuǎn)移概率計算中涉及的復雜體積分極大程度地簡化,結(jié)合以半不

3、變量為基礎的級數(shù)展開法加以計算。該解析計算方法保證計算精度的同時,計算速度快,為在安全性分析中計及風電和負荷等引起的節(jié)點注入不確定性提供了有效途徑。同時指出所確定的安全轉(zhuǎn)移概率不僅是最終的概率的靜態(tài)和動態(tài)安全性綜合評估的馬爾可夫模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣元素的重要成分,而且它本身就可作為評估系統(tǒng)安全性的有效指標,輔助運行人員監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)以提前做好預防措施。
　　再次,提出一個快速形成馬爾可夫模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣的方法?；谠顟B(tài)轉(zhuǎn)移率

4、矩陣和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)組提出快速計算狀態(tài)轉(zhuǎn)移率的方法,并歸納出系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣中非零元素的分布規(guī)律,進而快速實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣的稀疏存儲。對于兩狀態(tài)元件組成的系統(tǒng),可基于給定的系統(tǒng)狀態(tài)排序和服務狀態(tài)集數(shù)組進一步提高計算效率。該方法的計算速度與應用規(guī)模均優(yōu)于現(xiàn)有方法,為運用馬爾可夫模型分析電網(wǎng)等大規(guī)模系統(tǒng)提供了有利工具。
　　最后,完善了二層系統(tǒng)模型以計及風電的接入,以此為基礎通過安全域和馬爾可夫模型建立了概率的靜態(tài)和動態(tài)安全性

5、綜合評估。模型計及了網(wǎng)絡拓撲狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移、系統(tǒng)的可再生能力、風電和負荷的不確定性、靜態(tài)和動態(tài)安全性約束,以及天氣和自然災害等因素的影響,通過求解一組線性向量微分方程獲得“到不安全時間”及其概率分布實現(xiàn)了對系統(tǒng)未來狀態(tài)的有效估計并估算出可用于采取措施的時間。制定了有效的模型求解方案,首次將該模型成功應用于復雜系統(tǒng),推進了模型的實用化進程。算例結(jié)果顯示,由于整合了諸多影響電網(wǎng)安全的因素,模型給出了更符合實際的評估結(jié)果,可用于評估干擾因素對系