電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，具體涉及一種電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司提出建設(shè)具有"堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開 放、友好互動(dòng)"等特點(diǎn)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。但是，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及電 力需求的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)的建設(shè)與電源及負(fù)荷的分布與發(fā)展往往不甚匹配，這種不匹配容 易導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不均勻性（Heterogeneity)，而這種不均勻性又會(huì)給電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行，乃至安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不利影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
[0003] 1.由于地緣因素，我國(guó)現(xiàn)有電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的不均勻性。部分地區(qū)高密 度輸電，導(dǎo)致設(shè)備加速老化，故障率升高，可靠性降低；另一方面，另有一部分線路長(zhǎng)期低載 運(yùn)行，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率降低。
[0004] 2.近年來(lái)，大電網(wǎng)停電事故頻發(fā)，研宄表明，大電網(wǎng)停電事故幾乎都是由系統(tǒng)連鎖 故障引起的。連鎖故障的發(fā)生，表明系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性較差，存在較為顯著的薄弱環(huán)節(jié)。
[0005] 3.新型電源（如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等）和負(fù)荷（如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能設(shè)備等）的推 廣普及，給電力系統(tǒng)帶來(lái)諸多不確定性因素，要求電力系統(tǒng)具備比以往更完善的、均衡應(yīng)對(duì) 全網(wǎng)范圍內(nèi)不確定因素的能力。
[0006] 針對(duì)以上問(wèn)題，山東大學(xué)的韓學(xué)山、張強(qiáng)和?？档热嗽岢鰧⒕鶆蛐栽u(píng)價(jià)作為電 網(wǎng)輸電能力綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的一項(xiàng)組成部分，從而提高系統(tǒng)發(fā)生意外擾動(dòng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)的能 力。但是，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行均勻性的評(píng)價(jià)對(duì)象僅僅是輸電線路的負(fù)載率，并且定義的以線路 負(fù)載率平方和形式表示的均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo)也較為簡(jiǎn)單，較難反映電網(wǎng)中個(gè)別重載線路對(duì)系 統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的影響。
[0007] 此外，俄羅斯西伯利亞能源研宄所電力系統(tǒng)研宄室利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、光譜和奇異方 法研制了分析電力系統(tǒng)不均勻性的數(shù)學(xué)模型，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，主要用于電網(wǎng)規(guī) 劃和輔助電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行，增強(qiáng)了電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度運(yùn)行人員主動(dòng)掌握、控制電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的 能力。但是，未查到公開發(fā)表的與該軟件系統(tǒng)相關(guān)的文獻(xiàn)資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，目的在于提供一種能夠有效比較全面的衡 量電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)各類不確定因素的能力的電力系統(tǒng)運(yùn)行均勻性的多維評(píng)價(jià)方法，從控制參 數(shù)的調(diào)度層面以及狀態(tài)參數(shù)的分布層面綜合衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻程度，并得到直觀的 衡量指標(biāo)。
[0009] 本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)運(yùn)行均勻性的多維評(píng)價(jià)方法，用于從多個(gè)維度對(duì)電力 系統(tǒng)的運(yùn)行均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而更好的更全面的反應(yīng)電力系統(tǒng)對(duì)各類不確定因素的應(yīng)對(duì) 能力，其特征在于，包括以下步驟：根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)確定實(shí)際約束邊界；對(duì)控制參數(shù)均 勻度進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先，將電力系統(tǒng)的供電區(qū)域進(jìn)行劃分得到多個(gè)有電區(qū)域，并基于預(yù)定規(guī)則 得到每個(gè)有電區(qū)域的有功備用率，根據(jù)有功備用率計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)有功供電能力均勻程 度的有功供電能力均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)，然后，將電力系統(tǒng)無(wú)功功率區(qū)域進(jìn)行劃分得到多個(gè)無(wú) 功區(qū)域，并基于預(yù)定規(guī)則得到每個(gè)無(wú)功區(qū)域的無(wú)功備用率，根據(jù)無(wú)功備用率計(jì)算得到用于 評(píng)價(jià)無(wú)功功率均勻程度的無(wú)功功率均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)；對(duì)狀態(tài)參數(shù)均勻度進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先，對(duì) 輸電線路（或變壓器）負(fù)載率均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，第一步，基于預(yù)定規(guī)則得到電力系統(tǒng)所有輸 電線路（或變壓器）的負(fù)載率，根據(jù)負(fù)載率計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)輸電線路（或變壓器）的負(fù) 載率的狀態(tài)均勻程度的狀態(tài)均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)，第二步，根據(jù)輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率 的狀態(tài)均勻度評(píng)價(jià)參數(shù)基于預(yù)定規(guī)則得到用于評(píng)價(jià)輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率屬性均 勻程度的屬性均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)；然后，對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓幅值均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，第一步，基于預(yù)定 規(guī)則得到電力系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)電壓幅值，根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓幅值計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)電壓幅值 的狀態(tài)均勻程度的狀態(tài)均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)，第二步，根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓幅值的狀態(tài)均勻度評(píng)價(jià)參 數(shù)基于預(yù)定規(guī)則得到用于評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)電壓幅值的屬性均勻程度的屬性均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)；根據(jù) 多個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)到所述實(shí)際約束邊界的距離判斷所述電力系統(tǒng)運(yùn)行均勻程度。
[0010] 在本發(fā)明所提供的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，還具有這樣的特征：其中，控 制參數(shù)包含：電力系統(tǒng)所有投運(yùn)發(fā)電機(jī)組的有功出力、無(wú)功出力以及無(wú)功補(bǔ)償容量。
[0011] 在本發(fā)明所提供的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，還具有這樣的特征：其中，有 功供電能力均勻程度評(píng)價(jià)參數(shù)為有功備用率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差，有功備用率是各個(gè)有電區(qū)域 的所有發(fā)電機(jī)組有功備用容量之和與發(fā)電容量之和之間的比值。
[0012] 在本發(fā)明所提供的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，還具有這樣的特征：其中，無(wú) 功供電能力均勻程度評(píng)價(jià)指標(biāo)為無(wú)功備用率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差，無(wú)功備用率是各個(gè)無(wú)功區(qū)域 的所有無(wú)功備用容量之和與無(wú)功容量之和之間的比值。
[0013] 在本發(fā)明所提供的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，還具有這樣的特征：其中，輸 電線路（或變壓器）的負(fù)載率均勻程度的狀態(tài)均勻程度評(píng)價(jià)參數(shù)為電力系統(tǒng)中所有輸電線 路（或變壓器）的負(fù)載率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差，輸電線路負(fù)載率為：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，用于對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻程度進(jìn)行評(píng)價(jià)， 其特征在于，包括以下步驟： (1) 根據(jù)所述電力系統(tǒng)的特點(diǎn)確定實(shí)際約束邊界； (2) 對(duì)控制參數(shù)均勻度進(jìn)行評(píng)價(jià)， 首先，將所述電力系統(tǒng)的供電區(qū)域進(jìn)行劃分得到多個(gè)有電區(qū)域，并基于預(yù)定規(guī)則得到 每個(gè)所述有電區(qū)域的有功備用率，根據(jù)所述有功備用率計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)有功供電能力均 勻程度的有功供電能力均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)， 然后，將所述電力系統(tǒng)無(wú)功功率區(qū)域進(jìn)行劃分得到多個(gè)無(wú)功區(qū)域，并基于預(yù)定規(guī)則得 到每個(gè)所述無(wú)功區(qū)域的無(wú)功備用率，根據(jù)所述無(wú)功備用率計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)無(wú)功功率均勻 程度的無(wú)功功率均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)； (3) 對(duì)狀態(tài)參數(shù)均勻度進(jìn)行評(píng)價(jià)， 首先，對(duì)輸電線路（或變壓器）負(fù)載率均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，第一步，基于預(yù)定規(guī)則得到所 述電力系統(tǒng)所有輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率，根據(jù)所述負(fù)載率計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)所述 輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率的狀態(tài)均勻程度的狀態(tài)均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)， 第二步，根據(jù)所述輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率的狀態(tài)均勻度評(píng)價(jià)參數(shù)基于預(yù)定規(guī) 則得到用于評(píng)價(jià)所述輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率屬性均勻程度的屬性均勻性評(píng)價(jià)參 數(shù)； 然后，對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓幅值均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，第一步，基于預(yù)定規(guī)則得到所述電力系統(tǒng)所有 節(jié)點(diǎn)電壓幅值，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓幅值計(jì)算得到用于評(píng)價(jià)所述節(jié)點(diǎn)電壓幅值的狀態(tài)均勻程 度的狀態(tài)均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)， 第二步，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓幅值的狀態(tài)均勻度評(píng)價(jià)參數(shù)基于預(yù)定規(guī)則得到用于評(píng)價(jià)所 述節(jié)點(diǎn)電壓幅值的屬性均勻程度的屬性均勻性評(píng)價(jià)參數(shù)； (4) 根據(jù)多個(gè)所述評(píng)價(jià)參數(shù)到所述實(shí)際約束邊界的距離判斷所述電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻 程度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述控制參數(shù)包含：所述電力系統(tǒng)所有投運(yùn)發(fā)電機(jī)組的有功出力、無(wú)功出力以及 無(wú)功補(bǔ)償容量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述有功供電能力均勻程度評(píng)價(jià)參數(shù)為有功備用率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差，所述有功 備用率是各個(gè)有電區(qū)域的所有發(fā)電機(jī)組有功備用容量之和與發(fā)電容量之和之間的比值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行均勻性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述無(wú)功供電能力均勻程度評(píng)價(jià)參數(shù)為無(wú)功備用率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差，所述無(wú)功 備用率是各個(gè)所述無(wú)功區(qū)域的所有無(wú)功備用容量之和與無(wú)功容量之和之間的比值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率均勻程度的狀態(tài)均勻程度評(píng)價(jià)參數(shù)為所 述電力系統(tǒng)中所有輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差，所述輸電線路負(fù)載率 為： LRi =」^ P- 其中，PiS所述輸電線路（或變壓器）輸送的有功功率的實(shí)際值，Piimax為輸電線路（或 變壓器）輸送的有功功率的最大允許值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率均勻程度的屬性均勻度評(píng)價(jià)參數(shù)為所述電 力系統(tǒng)中所有輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差的最小值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述節(jié)點(diǎn)電壓均勻度的狀態(tài)均勻度評(píng)價(jià)指標(biāo)為電網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)電壓幅值的標(biāo)準(zhǔn) 差和極差。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述節(jié)點(diǎn)電壓均勻程度的屬性均勻度評(píng)價(jià)參數(shù)為所述電力系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)電壓 幅值的標(biāo)準(zhǔn)差和極差的最小值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，所述電力系統(tǒng)中所有輸電線路（或變壓器）的負(fù)載率的標(biāo)準(zhǔn)差和極差的最小值 和所述節(jié)點(diǎn)電壓幅值的標(biāo)準(zhǔn)差和極差的最小值采用單目標(biāo)優(yōu)化模型求解。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 其中，在所述步驟（1)前，首先對(duì)所述電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算。
【專利摘要】本發(fā)明所涉及的電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻性評(píng)價(jià)方法，由于從控制參數(shù)均勻度和狀態(tài)參數(shù)均勻度兩個(gè)方面對(duì)電力系統(tǒng)均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，控制參數(shù)評(píng)估對(duì)象主要為有功出力、無(wú)功出力以及無(wú)功補(bǔ)償容量三個(gè)參數(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)的有功供電能力均勻度評(píng)價(jià)和無(wú)功供電能力均勻度評(píng)價(jià)采用分區(qū)評(píng)價(jià)，狀態(tài)參數(shù)評(píng)估對(duì)象主要為輸電線路(或變壓器)的負(fù)載率和節(jié)點(diǎn)電壓幅值，對(duì)電力系統(tǒng)的輸電線路(或變壓器)的負(fù)載率和節(jié)點(diǎn)電壓幅值分別進(jìn)行狀態(tài)均勻度評(píng)價(jià)和屬性均勻度評(píng)價(jià)，基于預(yù)定規(guī)則得到12個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)，根據(jù)12個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)到實(shí)際安全邊界的距離即可較全面的有效的衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行的均勻程度。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號(hào)】CN104657917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510114042
【發(fā)明人】孫偉卿
【申請(qǐng)人】上海理工大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日