計及元件故障的電力系統(tǒng)輸電阻塞評估和辨識的方法.pdf

1、受輸電線路熱容量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的限制，輸電線路輸送功率達(dá)到或超過輸電容量限制時會出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。通常，根據(jù)電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電氣參數(shù)、運行參數(shù)及負(fù)荷水平等確定性信息，通過潮流分析，即可判斷阻塞是否發(fā)生。這種阻塞判斷方法為傳統(tǒng)的確定性方法，即只能給出某時刻是否阻塞的判斷，而不能給出阻塞程度的描述。
　　在電力系統(tǒng)運行及電力市場中，存在多種不確定因素，如：負(fù)荷預(yù)測的不確定性、發(fā)電計劃的隨機性、電力設(shè)備（發(fā)電機、線路、變壓器等）故障的隨機性

2、、電價的不確定等。這些都會引起輸電阻塞的不確定性。因此，除了知道阻塞的確定性判斷外，電力系統(tǒng)運行人員還需知道阻塞的程度，即未來一段時間內(nèi)阻塞出現(xiàn)的概率、頻率以及線路裕度等信息。還有，對存在輸電阻塞的系統(tǒng)，如果能辨識引起輸電阻塞的關(guān)鍵元件，并從源頭上采取相應(yīng)措施，可望從本質(zhì)上緩解或消除輸電阻塞。因此，計及不確定因素的輸電阻塞評估、輸電阻塞關(guān)鍵元件的辨識等研究可為電力系統(tǒng)運行、檢修、維護等提供更充分的決策依據(jù)，具有重要的理論和工程實用價值。

3、
　　本文對計及元件故障等不確定因素的輸電阻塞評估方法、電力系統(tǒng)輸電阻塞跟蹤及薄弱環(huán)節(jié)辨識方法等進行了研究；在此基礎(chǔ)上，進一步研究了含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)輸電阻塞評估。本文主要內(nèi)容如下：
　?、贋榭朔蠖鄶?shù)方法只能針對單一潮流斷面阻塞分析的不足，結(jié)合負(fù)荷時序變化特點，基于負(fù)荷時序曲線分析輸電阻塞現(xiàn)象的概率特性，利用聚類分析法對負(fù)荷進行分層分級，基于Monte Carlo法建立計及負(fù)荷曲線的多時段的輸電阻塞概率評估模型。以IEEE

4、-RTS為例，利用評估模型計算出單一輸電線路阻塞概率指標(biāo)，驗證了評估模型的可行性和正確性。
　?、诜謩e從輸電元件和系統(tǒng)層面提出刻畫阻塞程度的指標(biāo)體系。評估輸電元件阻塞程度的指標(biāo)包括：線路阻塞概率、線路阻塞頻率、線路阻塞容量和線路受阻電量；評估系統(tǒng)阻塞程度的指標(biāo)包括：系統(tǒng)阻塞概率、系統(tǒng)阻塞頻率、系統(tǒng)阻塞容量和系統(tǒng)受阻電量。該指標(biāo)體系從兩個層面（即輸電元件、系統(tǒng)）、三個方面（概率、頻率和容量）建立較完備的指標(biāo)體系，其既能從整體上評估系

5、統(tǒng)阻塞狀況，又能給出輸電元件阻塞的嚴(yán)重程度。
　?、塾嫾半娏υòl(fā)電機、線路、變壓器等）隨機故障等不確定因素，基于非時序MonteCarlo模擬法，建立輸電阻塞的概率評估模型。基于Monte Carlo法抽取元件狀態(tài)，形成系統(tǒng)狀態(tài)，并計算系統(tǒng)故障狀態(tài)潮流，通過機組調(diào)度和負(fù)荷削減等措施，以判斷輸電元件的阻塞狀況。如果輸電元件發(fā)生阻塞，則累計阻塞指標(biāo)，重復(fù)抽樣，直至抽樣完成，最后計算出系統(tǒng)和每一輸電元件的阻塞概率、阻塞頻率、阻塞容量

6、和受阻電量。以IEEE-RTS為例進行算例分析，驗證了模型的有效性和正確性；同時，算例結(jié)果表明：電力元件的可靠性參數(shù)、負(fù)荷削減策略等對輸電阻塞指標(biāo)均有較大影響。
　?、転閺脑搭^上找到系統(tǒng)輸電阻塞的“誘因”，借鑒可靠性跟蹤技術(shù)，提出阻塞跟蹤的準(zhǔn)則，即：故障元件分?jǐn)倻?zhǔn)則、比例分?jǐn)倻?zhǔn)則，建立輸電阻塞跟蹤模型及Monte Carlo求解方法。對某一抽樣狀態(tài)，若系統(tǒng)出現(xiàn)阻塞，則基于比例分?jǐn)偡椒▽⒃摖顟B(tài)出現(xiàn)的概率和頻率、失去的電量等指標(biāo)分?jǐn)偟?/p>

7、各故障元件?；谒邢到y(tǒng)抽樣狀態(tài)，各元件累計各自分?jǐn)偟降闹笜?biāo)，即可得到各元件的阻塞跟蹤指標(biāo)，實現(xiàn)輸電元件（系統(tǒng)）阻塞指標(biāo)的跟蹤，從而辨識引起輸電元件（系統(tǒng)）阻塞的薄弱環(huán)節(jié)。以IEEE-RTS為例進行算例分析，結(jié)果表明本文提出的阻塞跟蹤模型及算法可將阻塞指標(biāo)公平合理地分?jǐn)偟礁髟?，并辨識引起輸電阻塞的關(guān)鍵元件。
　?、萦捎陲L(fēng)電具有間歇性、波動性等特點，其并網(wǎng)后對電網(wǎng)調(diào)度、運行等均會產(chǎn)生影響。為刻畫風(fēng)電并入電網(wǎng)對輸電阻塞的影響，提出風(fēng)