電力系統(tǒng)可靠性非同調(diào)元件辨識研究.pdf

1、通常，增裝變壓器、線路、斷路器等電力系統(tǒng)元件后，系統(tǒng)可靠性會得到改善，其稱為可靠性同調(diào)現(xiàn)象。目前，很多可靠性評估的研究成果都是以該假設(shè)為前提。但是，由于電力系統(tǒng)及其可靠性評估模型的非線性特性，系統(tǒng)中存在著可靠性非同調(diào)現(xiàn)象，即：增裝一個電力元件后，系統(tǒng)可靠性沒有得到改善甚至發(fā)生惡化。該類元件的存在不僅增加了設(shè)備投資，而且降低了系統(tǒng)可靠性。
　　 本文受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“電力系統(tǒng)可靠性非同調(diào)機(jī)理及非同調(diào)元件辨識研究(507770

2、67)”的資助，開展了可靠性非同調(diào)的產(chǎn)生機(jī)理、非同調(diào)指標(biāo)體系和非同調(diào)元件辨識方法等研究，重點(diǎn)分析了計(jì)及與不計(jì)變電站電氣主接線的多回平行輸電線路、配電變電站及發(fā)輸電組合系統(tǒng)的可靠性非同調(diào)特性和非同調(diào)影響因素，這可為電力系統(tǒng)可靠性優(yōu)化、運(yùn)行等提供更充分的決策依據(jù)，對系統(tǒng)的可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。本文主要內(nèi)容如下：
　　 ①分析了電力系統(tǒng)可靠性非同調(diào)機(jī)理，提出綜合反映系統(tǒng)可靠性非同調(diào)特性的指標(biāo)體系，并應(yīng)用于多回平行輸電線路、配電變電

3、站等系統(tǒng)的非同調(diào)分析。分析了簡單串并聯(lián)系統(tǒng)以及復(fù)雜系統(tǒng)中可靠性非同調(diào)現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理，即將增裝元件對系統(tǒng)可靠性的影響分為正效益和負(fù)效益兩方面。當(dāng)正效益大于負(fù)效益時，增裝元件改善了系統(tǒng)可靠性，元件為同調(diào)元件；反之，為非同調(diào)元件。對于復(fù)雜電力系統(tǒng)，以期望缺供電量等指標(biāo)作為可靠性非同調(diào)現(xiàn)象的判斷依據(jù)，提出刻畫電力系統(tǒng)可靠性非同調(diào)特性的指標(biāo)體系，包括：可靠性非同調(diào)概率、非同調(diào)頻率、非同調(diào)時間及非同調(diào)電量等。
　　 ②分析不計(jì)與計(jì)及變電站電

4、氣主接線的多回平行輸電線路的可靠性非同調(diào)特性，在可靠性評估模型基礎(chǔ)上建立非同調(diào)元件辨識模型，并得到非同調(diào)臨界負(fù)荷的解析模型。給出了兩回、三回以及四回平行輸電線路的可靠性評估解析模型，基于可靠性非同調(diào)定義分別建立其可靠性非同調(diào)辨識模型，應(yīng)用線路容量、可靠性參數(shù)等建立解析的非同調(diào)臨界負(fù)荷模型。若要判斷某系統(tǒng)是否非同調(diào)系統(tǒng)，只需將系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷水平與臨界負(fù)荷相比較即可，若系統(tǒng)負(fù)荷大于臨界負(fù)荷，系統(tǒng)同調(diào)；否則，系統(tǒng)非同調(diào)。該辨識模型為解析模型，無

5、需進(jìn)行可靠性評估即可直接進(jìn)行非同調(diào)辨識。同時，分析了元件可靠性參數(shù)及負(fù)荷水平等因素對系統(tǒng)的非同調(diào)特性、非同調(diào)臨界負(fù)荷以及系統(tǒng)非同調(diào)指標(biāo)的影響。
　　 ③分析配電變電站單母線分段接線和橋形接線兩種典型接線方式的可靠性非同調(diào)特性，分析了該類系統(tǒng)可靠性非同調(diào)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和影響因素，提出配電變電站可靠性非同調(diào)元件辨識模型。分析結(jié)果表明：負(fù)荷水平是影響可靠性非同調(diào)特性的最主要因素，元件可靠性參數(shù)的影響相對較小，且僅有斷路器故障率會改變系

6、統(tǒng)可靠性非同調(diào)特性，其它參數(shù)如斷路器修復(fù)率、變壓器的故障率和修復(fù)率等僅影響系統(tǒng)可靠性，不會改變非同調(diào)特性。
　　 ④分析了發(fā)輸電組合系統(tǒng)元件退出前后可靠性的變化關(guān)系，探討了發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性非同調(diào)元件辨識指標(biāo)，并提出基于辨識指標(biāo)的可靠性非同調(diào)元件辨識算法。為了減少辨識可靠性非同調(diào)元件的計(jì)算復(fù)雜性，借鑒電力系統(tǒng)分析中的故障排序思想，分析了發(fā)輸電組合系統(tǒng)中可能存在的可靠性非同調(diào)現(xiàn)象，提出用輸電損耗、系統(tǒng)負(fù)載率、最小支路負(fù)荷安全裕度

7、和帶權(quán)重線路介數(shù)等指標(biāo)單獨(dú)作為非同調(diào)元件辨識的輔助指標(biāo)或加權(quán)得到一個非同調(diào)辨識綜合指標(biāo)，以反映元件退出前后可靠性變化規(guī)律。基于此，提出發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性非同調(diào)辨識算法。以IEEE-RTS79系統(tǒng)為例進(jìn)行算例分析，分析表明：前3個指標(biāo)與系統(tǒng)可靠性指標(biāo)之間具有明顯的相關(guān)關(guān)系，但指標(biāo)的大小不能完全反映出元件退出前后可靠性的變化規(guī)律，綜合指標(biāo)也只能識別出系統(tǒng)中的部分可靠性非同調(diào)元件。因此，盡管該模型可實(shí)現(xiàn)發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性非同調(diào)元件的初步辨識，