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文檔簡介
第四章
發(fā)輸電系統(tǒng)的安全性評估SecurityEvaluationforCompositeGenerationandTransmissionSystem4.1
概述4.2實用概率穩(wěn)定分析法原理4.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析4.4
實用概率穩(wěn)定分析法計算流程4.5
基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性評估原理4.6
發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系4.7
狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)第四章
發(fā)輸電系統(tǒng)的安全性評估SecurityEvalua14.1
概述本章討論發(fā)輸電系統(tǒng)經(jīng)受突然擾動(短路或失去非計劃停運的系統(tǒng)元件)的能力。安全性指標(biāo)反映在短暫時段內(nèi)發(fā)輸電系統(tǒng)在動態(tài)條件下系統(tǒng)容量滿足負(fù)荷需求的程度。充裕性和安全性評估的共同點和不同點充裕性是對系統(tǒng)的靜態(tài)特性進(jìn)行概率評價;安全性則是對系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行評價;研究層面的側(cè)重點不同,兩者互相完善互相補充;評估目的不同:安全性評估的目的是估計系統(tǒng)對突發(fā)故障的經(jīng)受能力,單純考慮損失負(fù)荷量不能全面衡量事故后果的嚴(yán)重程度;安全性評估所關(guān)注的是發(fā)生概率更小的事件,計算的復(fù)雜性和工作量更加突出。4.1概述本章討論發(fā)輸電系統(tǒng)經(jīng)受突然24.1
概述電力系統(tǒng)穩(wěn)定概念安全性評估總是與電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算相聯(lián)系的?!峨娏ο到y(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的闡述:靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生非周期性的失步,自動恢復(fù)到起始運行狀態(tài)的能力;暫停穩(wěn)定指電力系統(tǒng)受到大干擾后,各同步發(fā)電機(jī)保持同步運行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)定運行方式的能力。通常指第一或第二振蕩周期不失步;動態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大干擾后,不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。4.1概述電力系統(tǒng)穩(wěn)定概念34.1
概述NERC關(guān)于正常和偶發(fā)事件的分類類別偶發(fā)事件停運元件系統(tǒng)極限或沖擊始發(fā)事件或偶發(fā)事件元件熱極限電壓極限系統(tǒng)穩(wěn)定失負(fù)荷或限制穩(wěn)定傳輸連鎖停運A類:無偶發(fā)事件所有設(shè)施在運行中無正常正常是否否B類:事件導(dǎo)致失去單一元件單線接地(SLG)或三相故障,正常切除:①發(fā)電機(jī)②傳輸線路③變壓器失去一個元件,無故障單一單一可用出力A/RA/R可用出力A/RA/R是是否否否否④單極(DC)線路拒動,正常切除單一A/RA/R是否否C類:一個事件或多個事件導(dǎo)致失去兩個或多個元件SLG故障,正常切除:①母線段②斷路器(失效或內(nèi)部故障)多重多重A/RA/RA/RA/R是否計劃的計劃的否否③B類型(B1,B2,B3,B4)偶發(fā)事件,人工調(diào)整系統(tǒng),隨后又發(fā)生B類型(B1,B2,B3,B4)偶發(fā)事件多重A/RA/R是計劃的否雙極拒動,正常切除:④雙極(DC)線路非3相短路,正常切除⑤同塔雙回路多重多重A/RA/R計劃的計劃的否否SLG故障,延遲切除:⑥發(fā)電機(jī)⑦傳輸線路⑧變壓器⑨母線部分多重多重A/RA/RA/RA/R是是計劃的計劃的否否注:A/R指由系統(tǒng)或設(shè)施所有者決定,并一貫應(yīng)用于正?;蚓o急設(shè)施熱定額或系統(tǒng)電壓極限。4.1概述NERC關(guān)于正常和偶發(fā)事件的分類類別偶發(fā)事44.1
概述確定性電力系統(tǒng)穩(wěn)定評價:在給定電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),參數(shù)及擾動類型及發(fā)生地點的條件下進(jìn)行的評價。基本假設(shè)和規(guī)定:金屬性短路;不考慮短路電流中直流分量的作用并假定發(fā)電機(jī)定子電阻為零;按給定要求選擇發(fā)電機(jī)組的等價模型,并認(rèn)為發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速在額定值附近;給定繼電保護(hù)的動作時間,重合閘和安全自動裝置的時間可以給定或經(jīng)穩(wěn)定計算。概率性電力系統(tǒng)穩(wěn)定評價:選擇導(dǎo)致暫停穩(wěn)定失去的主要因素作為隨機(jī)變量;建立隨機(jī)變量的概率模型;計算失去系統(tǒng)穩(wěn)定的概率性指標(biāo)。4.1概述確定性電力系統(tǒng)穩(wěn)定評價:54.1
概述基于MonteCarlo法的安全性評估指按MonteCarlo模擬法原理來評價電力系統(tǒng)的安全性。主要包括:狀態(tài)篩選;狀態(tài)評估和可靠性指標(biāo)計算3個部分。本章將介紹實用型的概率性電力系統(tǒng)穩(wěn)定評價法和基于MonteCarlo法的電力系統(tǒng)安全性評估法。4.1概述基于MonteCarlo法的安全性評估64.2實用概率穩(wěn)定分析法原理
目標(biāo)就是基于概率統(tǒng)計方法來定量評估電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,給出概率性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定指標(biāo)。隨機(jī)變量的選取按計算要素分按隨機(jī)變量的性質(zhì)分系統(tǒng)及供電點的負(fù)荷水平系統(tǒng)故障線路或其他元件的分布短路類型短路后故障線路及其元件的切除時間連續(xù)型離散型均勻分布:故障點正態(tài)分布:負(fù)荷波動對數(shù)正態(tài)分布:切除時間短路故障類型不同負(fù)荷水平4.2實用概率穩(wěn)定分析法原理目標(biāo)就是74.2
實用概率穩(wěn)定分析法原理概率模型對于連續(xù)型隨機(jī)變量式中,P(Kjip)-一個概率事件Kjip的概率(運行水平p,故障線路i,不穩(wěn)定事件j);P(Ei)-線路i發(fā)生故障的概率事件Ei的概率;nφ-短路故障類型;fnφ-線路i上發(fā)生nφ型短路故障的條件概率;Ljpi,nφ-簡單系統(tǒng)中當(dāng)故障發(fā)生在距首端足夠遠(yuǎn)的地點時,系統(tǒng)恰好能保持穩(wěn)定的臨界長度。對于離散型隨機(jī)變量式中,Ei-故障事件i;tCC-該事件對應(yīng)的保持暫態(tài)穩(wěn)定的極限切除時間;tC-保護(hù)系統(tǒng)實際切除故障時間;Xi-隨機(jī)變量i。4.2實用概率穩(wěn)定分析法原理概率模型式中,P(Kjip)84.2
實用概率穩(wěn)定分析法原理主要概率指標(biāo)系統(tǒng)穩(wěn)定或不穩(wěn)定概率式中,PS-全系統(tǒng)穩(wěn)定概率;N-故障類型數(shù);L-線路總數(shù);Pif-第i種故障出現(xiàn)的概率;PijL-第i種故障出現(xiàn)在第j條線路上的概率;PSij-第i種故障出現(xiàn)在第j條線路時系統(tǒng)穩(wěn)定的概率。系統(tǒng)不穩(wěn)定的期望頻率系統(tǒng)不穩(wěn)定的期望恢復(fù)時間4.2實用概率穩(wěn)定分析法原理主要概率指標(biāo)式中,94.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析1970~1997年間穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計發(fā)生電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故共320次,平均11.8次/a;1970~1980年209起,平均19次/a;1981~1990年84次,平均8.4次/a;1991~1997年27次,平均3.85次/a。引起電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故的元件類型統(tǒng)計年份線路/%母線/%發(fā)電機(jī)/%主變/%其他/%合計/%1981-198748.519.721.2010.61001988-199754.716.714.34.89.51001981-199750.918.518.51.8510.151004.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析1970~1997104.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析線路故障引起穩(wěn)定破壞統(tǒng)計分析故障類型1981-19871987-19971981-1997線路故障其中:單一線路故障多條線路故障50.0%6.25%26.1%21.7%40.0%12.7%線路故障,保護(hù)及自動裝置不正確動作造成事故擴(kuò)大43.75%52.2%47.3%保護(hù)拒動2次保護(hù)誤動2次保護(hù)整定6次自動裝置整定3次線路無高頻保護(hù)1次保護(hù)拒動6次保護(hù)誤動3次低周減載拒動1次開關(guān)拒動2次4.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析線路故障引起穩(wěn)定破114.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析穩(wěn)定破壞事故起因分析序號起因各因素所占比例/%1981-19871988-19971981-19971自然因素27.331.028.72設(shè)備缺陷28.814.323.23人為錯誤22.728.625.04保護(hù)誤跳6.14.75.65原因不明或記錄不詳15.121.417.52001年我國各電壓等級平均長度統(tǒng)計電壓等級/kV條數(shù)總長度/km平均長度/km故障次數(shù)平均故障率/(次/100km.a)220354314195040.0617861.253309810359105.70500.4850023133389144.541770.534.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析穩(wěn)定破壞事故起因分124.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析220kV線路短路類型統(tǒng)計故障類型2000年2001年合計次數(shù)%次數(shù)%次數(shù)%單相接地122990.43164492.05287391.35兩相短路接地513.75573.191083.42斷線及接地30.2430.1660.19兩相短路443.23351.96792.50三相短路20.15130.73150.48斷線及高阻接地80.5830.16110.35發(fā)展性故障221.60311.74531.684.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析220kV線路短路134.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析330kV和500kV線路短路類型統(tǒng)計類型330kV500kV2000年2001年合計2000年2001年合計單相接地96.96%3298.00%4997.59%8195.20%13998.87%17597.22%314兩相短路接地3.04%12.00%12.41%21.36%20.062%2兩相短路0.68%11.13%20.093%3發(fā)展性故障2.72%41.24%44.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析330kV和500144.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析220kV母線短路類型統(tǒng)計故障類型2000年2001年合計次數(shù)%次數(shù)%次數(shù)%單相接地3880.853272.737076.92兩相短路接地12.2711.09兩相短路36.3836.8266.60三相短路48.5124.5566.60發(fā)展性故障613.6466.60兩母線同時故障24.2522.204.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析220kV母線短路154.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析繼電保護(hù)元件故障率名稱220kV330kV500kV20002001平均20002001平均20002001平均線路故障率/(100km/a)1.07(1377)1.25(1786)1.17(3163)0.32(33)0.48(50)0.404(83)0.54(146)0.53(177)0.54(323)母線故障率/(100套/a)1.76(47)1.51(44)1.63(91)2.8(3)1.86(2)2.33(5)0.48(1)3.10(8)1.94(9)變壓器故障率/(100臺/a)0.77(58)0.98(30)1.49(88)0.98(1)0.85(1)0.91(2)1.64(6)3.28(16)2.46(22)發(fā)電機(jī)故障率/(100臺/a)2.64(23)1.86(17)2.24(40)220kV母線保護(hù)拒動概率年份19931994199519961997加權(quán)平均概率/%5.941.140.781.412.72.154.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析繼電保護(hù)元件故障率164.3
我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞后恢復(fù)時間統(tǒng)計(北美)序號恢復(fù)時間/h事件數(shù)百分比/%1<0.5204820.5~161431~241042~42554~861468~24257>2425總計42100中國電科院在計算三峽系統(tǒng)的概率穩(wěn)定時,采用以下估計值:對省內(nèi)的局部系統(tǒng),恢復(fù)時間取1h;對省電力系統(tǒng),取2h;對跨省電力系統(tǒng),恢復(fù)時間取4h。4.3我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故統(tǒng)計分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞后174.4
實用概率穩(wěn)定分析法計算流程選定系統(tǒng)典型接線方式、運行方式收集發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線、母線及繼電保護(hù)的電氣參數(shù)和可靠性參數(shù)計算典型運行方式潮流、電壓進(jìn)行n-1故障條件下的穩(wěn)定計算,并找出導(dǎo)致穩(wěn)定破壞的元件(給定切除時間)進(jìn)行n-2故障條件下的穩(wěn)定計算,并找出導(dǎo)致穩(wěn)定破壞的元件組合(給定切除時間)評估穩(wěn)定破壞事件的頻率、概率及期望恢復(fù)時間圖4.2概率穩(wěn)定計算流程計算暫態(tài)穩(wěn)定時,發(fā)電機(jī)一般采用二階模型,暫態(tài)電勢E’和暫態(tài)電抗X’d保持恒定,忽略原動機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)動態(tài),機(jī)械概率Pm恒定。負(fù)荷采用恒定阻抗模型,網(wǎng)絡(luò)用導(dǎo)納矩陣表示。經(jīng)這樣簡化后,可以將負(fù)荷阻抗和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗X’d追加到導(dǎo)納矩陣中,然后進(jìn)行導(dǎo)納矩陣降階,消去網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、負(fù)荷節(jié)點和發(fā)電機(jī)端節(jié)點后,得到發(fā)電機(jī)內(nèi)節(jié)點的N階導(dǎo)納矩陣。對應(yīng)第i臺發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)子運動方程(標(biāo)么值)為其中:Mi為發(fā)電機(jī)i的慣性時間常數(shù)。4.4實用概率穩(wěn)定分析法計算流程選定系統(tǒng)典型接線方式、運184.5
基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性評估原理抽樣方法抽樣方法優(yōu)點缺點狀態(tài)抽樣法非時序蒙特卡羅法①抽樣方法簡單②僅需元件的不可用率,無需元件的故障率和修復(fù)時間不能計算精確的頻率指標(biāo)元件狀態(tài)持續(xù)時間抽樣法時序蒙特卡羅法①對元件狀態(tài)的持續(xù)時間而非元件狀態(tài)進(jìn)行抽樣②必須假定元件狀態(tài)持續(xù)時間的概率分布,通常假定為指數(shù)分布①更多的計算時間和內(nèi)存②輸入數(shù)更多③必須知道元件狀態(tài)持續(xù)時間的分布系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移抽樣法時序蒙特卡羅法①集中分析系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移,而不是單個元件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移②假定所有元件的狀態(tài)持續(xù)時間服從指數(shù)分布③輸入的是元件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移率要求知道元件狀態(tài)轉(zhuǎn)移持續(xù)時間分布4.5基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性194.5
基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性評估原理抽樣方法基于下述原因,本章采用元件狀態(tài)持續(xù)時間抽樣法:在安全性評估中涉及大量暫態(tài)穩(wěn)定分析,需要確定故障前狀態(tài)、故障中狀態(tài)及故障后狀態(tài),其他兩種抽樣方法不能提供這些信息;采用元件狀態(tài)持續(xù)時間抽樣方法,對其隨機(jī)分布沒有特殊要求。元件狀態(tài)持續(xù)時間抽樣法的步驟如下:根據(jù)元件的可靠性模型獲得元件的模擬運行時間序列;根據(jù)元件的無故障運行時間和故障修復(fù)時間,模擬出給定的模擬總時間段T內(nèi)的運行狀態(tài)持續(xù)時間序列;綜合所有元件的運行狀態(tài)持續(xù)時間序列,獲得系統(tǒng)的狀態(tài)序列和持續(xù)時間。在每一系統(tǒng)狀態(tài)內(nèi),各元件狀態(tài)不變;對系統(tǒng)的狀態(tài)序列逐個進(jìn)行評估,計算切負(fù)荷量及經(jīng)濟(jì)損失后果。統(tǒng)計可靠性指標(biāo)。4.5基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性204.5
基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性評估原理隨機(jī)變量的選取故障類型可靠性評估的目標(biāo)是進(jìn)行中長期風(fēng)險評估,指導(dǎo)系統(tǒng)規(guī)劃和運行,需要對系統(tǒng)較為嚴(yán)重的情況進(jìn)行分析,因此只考慮三相短路和復(fù)合三相故障的情況。故障類型包括:KG(3)、KL(3)、KGG(3)、KLL(3)和KLG(3)故障點位置發(fā)電機(jī)故障位置:出口;變壓器故障位置:高低壓側(cè),假定各50%;線路故障位置: 定義α=Lf/L∑,則可假定α是[0,1]區(qū)間上均勻分布的隨機(jī)變量,其概率密度和分布函數(shù)分別為為簡化分析,假定故障位置在線路的0,0.25,0.5,0.75和1.0五個點出現(xiàn)的概率均為20%。對于兩線路復(fù)合故障,則有25各故障位置,出現(xiàn)的概率均為4%。4.5基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性214.5
基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性評估原理隨機(jī)變量的選取故障切除時間tCtC是一個連續(xù)型隨機(jī)變量,且tC的密度函數(shù)是山峰型的,一般可設(shè)tC服從對數(shù)正態(tài)分布,其概率密度和分布函數(shù)分別為:式中,μ-均值;σ-方差;Φ-標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。故障切除時間的概率模型隱含了對繼電保護(hù)及自動裝置系統(tǒng)的功能描述。對于安全性評估中穩(wěn)定控制措施的影響,目前主要研究了和系統(tǒng)功率平衡相關(guān)的機(jī)組功率調(diào)整、切負(fù)荷等措施,還沒有考慮到低頻減載等頻率控制措施。4.5基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性224.5
基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性評估原理安全性評估中的系統(tǒng)狀態(tài)劃分正?;謴?fù)警告極端緊急緊急圖4.6EPRI大電力系統(tǒng)狀態(tài)圖Ⅰ~Ⅲ正常(安全)警戒緊急恢復(fù)極端緊急崩潰③②①②②③③③ⅠⅠⅢⅡⅡⅢ擾動引起的狀態(tài)變化控制引起的狀態(tài)變化必須避免的狀態(tài)變化圖4.7系統(tǒng)狀態(tài)變化及安全穩(wěn)定控制的作用及目標(biāo)——《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》Ⅰ-單一故障Ⅱ-單一嚴(yán)重故障Ⅲ-多重嚴(yán)重故障①-預(yù)防控制②-緊急控制③-恢復(fù)控制狀態(tài)狀態(tài)特征正常正常供電;保持充裕度和安全性警戒維持供電;潛在不充裕、不安全緊急可能失穩(wěn),但可通過緊急控制穩(wěn)定,可能損失部分負(fù)荷極端緊急不能維持穩(wěn)定,但可實現(xiàn)有計劃解列,損失部分負(fù)荷崩潰連鎖反應(yīng);電壓頻率崩潰;大面積停電4.5基于MonteCarlo模擬法的發(fā)輸電系統(tǒng)安全性234.6
發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系反映系統(tǒng)運行狀況的指標(biāo)系統(tǒng)處于正常、警戒、緊急、極端緊急等狀態(tài)的概率值PN,PA,PE,PEE。其中,P(x)=T(x)/T系統(tǒng)可接受運行狀態(tài)=PN+PA系統(tǒng)不可接受運行狀態(tài),即系統(tǒng)狀態(tài)風(fēng)險指標(biāo)(thecompositesystemoperatingstateriskindex) CSOSRI=PE+PEE反映系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性的概率性指標(biāo)2-a:失穩(wěn)概率(probabilityoflossofstability) PLOS=∑PiPUS,i=∑PUS,iti/T2-b:失穩(wěn)頻率(frequencyoflossofstability) FLOS=8760×NUS/T=8760∑NiPUS,i/T(次/a)2-c:平均穩(wěn)定運行時間(meantimetoinstability) MTTIS=8760×(1-PLOS)/FLOS(h)US-系統(tǒng)失穩(wěn)的系統(tǒng)狀態(tài)集合;NUS-系統(tǒng)失穩(wěn)的次數(shù);PUS,i-給定系統(tǒng)狀態(tài)i的失穩(wěn)概率。4.6發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系反映系統(tǒng)運行狀況的指標(biāo)244.6
發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系反映系統(tǒng)負(fù)荷損失的指標(biāo)3-a:動態(tài)切負(fù)荷概率(probabilityofdynamicloadcurtailments) PDLC=8760Ni/T
Ni-有動態(tài)切負(fù)荷的狀態(tài)數(shù)(連續(xù)幾個系統(tǒng)狀態(tài)均勻動態(tài)切負(fù)荷,視為一個動態(tài)切負(fù)荷狀態(tài))3-b:動態(tài)切負(fù)荷頻率(EFDLC,expectedfrequencyofdynamicloadcurtailments) 3-c:動態(tài)切負(fù)荷持續(xù)時間(expecteddurationofdynamicloadcurtailments) EDDLC=PDLC×8760 (h/a)3-d:每次動態(tài)切負(fù)荷持續(xù)時間(averagedurationofdynamicloadcurtailments) ADDLC=EDDLC/EFDLC (h/次)3-e:期望動態(tài)切負(fù)荷值(expecteddynamicloadcurtailments) EDLC=8760∑Ci/T (MW/a)3-f:期望動態(tài)電量不足值(expecteddynamicenergynotsupplied) EDENS=8760∑Citi/T (MW.h/a)4.6發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系反映系統(tǒng)負(fù)荷損失的指標(biāo)254.6
發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系綜合反映系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定事故的發(fā)生概率和事故后果的風(fēng)險指標(biāo)4-a:基于損失容量的風(fēng)險指標(biāo)(riskindexbasedonEDLC) RIELC=∑PiImi=∑ti.EDLC/T (MW/a)4-b:基于電量不足的期望值的風(fēng)險指標(biāo)(riskindexbasedonEDENS) RIEENS=∑PiImi=∑ti.EDENS/T (MW.h/a) Imi-表示事故嚴(yán)重程度的指標(biāo)值。4-c:基于費用的風(fēng)險指標(biāo)(riskindexbasedontotalinterruptioncost) RITIC=∑PiImi (元/h)Imi是事故i發(fā)生后的所有損失費用總和與其持續(xù)時間之比。對于機(jī)組故障停運,費用值為: Imi=(Imrept)i+(Imrepair)i+(Imload)i
Imrept=(Cenerg-Corig)×Pg×h/t,Imload=Pload×R×h’/t式中,R-產(chǎn)電比(元/MW.h)。簡化計算中,可假設(shè)t=h=h’。對于線路故障停運,Imrept=0。4.6發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系綜合反映系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定事故264.6
發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系針對系統(tǒng)的某一故障狀態(tài)的安全性指標(biāo)停電復(fù)合總量(sumofloadcurtailments) SLC=∑PLCi(i) (MW)停電損失費用嚴(yán)重性指標(biāo)(severityindexoftotalinterruptioncost)。即:SITIC=Imi=(Imrept)i+(Imrepair)i+(Imload)i最重要的安全性指標(biāo)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生概率PN,PA,PE,PEE及狀態(tài)風(fēng)險指標(biāo)CSOSRI;系統(tǒng)失穩(wěn)概率PLOS、失穩(wěn)頻率FLOS及平均穩(wěn)定運行時間MTTIS;系統(tǒng)暫穩(wěn)風(fēng)險指標(biāo)RITIC;每個故障狀態(tài)的停電損失負(fù)荷SLC和損失費用總和SITIC。4.6發(fā)輸電系統(tǒng)安全性的指標(biāo)體系針對系統(tǒng)的某一故障狀態(tài)的274.7
狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)對MonteCarlo法得到的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行評估,主要包括對該狀態(tài)的分類確認(rèn),即根據(jù)該狀態(tài)是否存在安全越限來判斷屬于哪一類運行狀態(tài),并對相應(yīng)采取的控制措施引起的切負(fù)荷量及經(jīng)濟(jì)損失等進(jìn)行定量評定。計算流程如圖4.9所示。輸入系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用元件狀態(tài)持續(xù)時間抽樣法形成系統(tǒng)狀態(tài)序列和各狀態(tài)持續(xù)時間,元件i故障系統(tǒng)安全越限?元件i&j停運系統(tǒng)安全越限?校正控制(包括切負(fù)荷)切負(fù)荷量>0?極端緊急狀態(tài)警戒狀態(tài)累加緊急狀態(tài)j沒有越限正常狀態(tài)校正控制(包括切負(fù)荷)切負(fù)荷量>0?極端緊急狀態(tài)緊急狀態(tài)Ayyyynnnn取下一狀態(tài),直到模擬完全部時間段B系統(tǒng)狀態(tài)分類判斷4.7狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)對Mon284.7
狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)輸入系統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)前一狀態(tài)持續(xù)時間<給定值?有其他故障點位置?AyyynnnB概率穩(wěn)定分析以前一狀態(tài)為故障前狀態(tài),系統(tǒng)發(fā)生單重故障再以前一狀態(tài)為故障前狀態(tài),系統(tǒng)發(fā)生雙重故障對給定系統(tǒng)故障和故障點位置,采用快速積分法進(jìn)行暫穩(wěn)分析,采用二分法搜索臨界切除時間CCT根據(jù)CCT和故障切除時間分布函數(shù)計算給定故障點的失穩(wěn)概率取下一故障點位置有其他故障點位置?利用聯(lián)合概率公式計算給定系統(tǒng)故障的失穩(wěn)概率圖4.9狀態(tài)評估流程圖4.7狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)輸入系統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)前一狀態(tài)294.7
狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定限制條件包括靜態(tài)穩(wěn)定約束和暫態(tài)穩(wěn)定約束條件兩類。靜態(tài)穩(wěn)定約束條件電壓幅值限制
Vm≤V≤VM線路潮流限制:線路和變壓器的熱容量限制 |δi-δj|≤θk發(fā)電機(jī)輸出功率限制
Pm≤P≤PM
Qm≤Q≤QM根據(jù)右側(cè)約束條件,可得到對應(yīng)的電壓安全運行域RV、線路潮流安全運行域Rθ和發(fā)電機(jī)出力安全運行域Rg
RV={V|Vm≤V≤VM}
Rθ={δ|-θ≤δ≤θ}Rg={P|Pm≤P≤PM}∩{Q|Qm≤Q≤QM}
因此,系統(tǒng)在(V,θ)空間的靜態(tài)穩(wěn)定運行域RSS
RSS=RV∩Rθ∩Rg4.7狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定限制條件304.7
狀態(tài)評估的流程圖及算法實現(xiàn)暫態(tài)穩(wěn)定約束條件用來評價系統(tǒng)在事故發(fā)生后維持穩(wěn)定運
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