一種面向電網(wǎng)調(diào)度操作的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)調(diào)度和電網(wǎng)運(yùn)行領(lǐng)域，尤其涉及一種面向電網(wǎng)調(diào)度操作的實(shí)時(shí)風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力市場(chǎng)的改革和電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)更多地運(yùn)行在接近安全極限的 工況下。調(diào)度操作更加頻繁，誤操作引起的事故也較以往更為嚴(yán)重。而當(dāng)前調(diào)度人員由于缺 少有力的科學(xué)工具，只能依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度決策，這種情況下做出的決策往往不是最優(yōu)操 作，甚至可能造成誤操作。因此，有必要提出量化調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)為調(diào)度人員提供決策參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種面向電網(wǎng)調(diào)度操作的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，為 調(diào)度人員提供輔助決策依據(jù)，以降低調(diào)度操作可能對(duì)系統(tǒng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種面向電網(wǎng)調(diào)度操作的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方 法，包括以下步驟：
[0005] 步驟一、讀取系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及調(diào)度操作指令；
[0006] 步驟二、根據(jù)操作前后系統(tǒng)潮流變化搜索關(guān)鍵設(shè)備并生成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需的事故 集，包括：
[0007] 2-1)計(jì)算操作前后潮流；
[0008] 2-2)根據(jù)操作前后潮流變化搜索關(guān)鍵設(shè)備，所述關(guān)鍵設(shè)備包括關(guān)鍵線路及關(guān)鍵節(jié) 點(diǎn)；其中，線路中滿足下式的線路即為關(guān)鍵線路：
[0010] 式（1)中，AS是操作前后線路潮流變化值，Sn是線路額定容量，SS是預(yù)設(shè)的閾 值；
[0011] 系統(tǒng)中滿足下式的節(jié)點(diǎn)即為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：
[0012] AV|>8v
[0013] 其中，AV是操作前后節(jié)點(diǎn)電壓變化值，\是預(yù)設(shè)的閾值；
[0014] 2-3)以待操作線路及關(guān)鍵設(shè)備為中心進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，搜索深度為N，將搜得 線路作為事故集CwN= 1時(shí)，把所有與待操作線路以及關(guān)節(jié)設(shè)備有相同節(jié)點(diǎn)的線路加入事 故集C。；
[0015] N= 2時(shí)，把所有與N= 1時(shí)搜索到的線路有相同節(jié)點(diǎn)的線路加入事故集C。；
[0016] N= 3,4，…時(shí)，以此類推，生成所需事故集；
[0017] 步驟三、計(jì)算調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，所述操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)是指調(diào)度操作前后系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn) 指標(biāo)的變化值A(chǔ)R:
[0019] 式（2)中，Rb指系統(tǒng)操作前風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，Ra指系統(tǒng)操作后風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；E是系統(tǒng)所有狀 態(tài)集合，E=CidUC1IH正常狀態(tài)}，CuIC1 =0，C。是被篩選出來的事故集，C:是其他事故集， 是被篩選出來的事故集C。里面第j個(gè)事故發(fā)生的概率，Pk是其他事故集Ci里面第k個(gè) 事故發(fā)生的概率，Pn是系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下的概率；Ib是操作前事故后果，Ia是操作后事故 后果，Ibx(xGCidSC1)是斷開被篩選出來的事故集C?；蛘咂渌鹿始疌1中第X條線路的 后果，Iax(xGC?；駽1)則是同時(shí)斷開被篩選出來的事故集C?；蛘咂渌鹿始疌1中第X條 線路和待操作線路的后果，Ibin表示系統(tǒng)正常狀態(tài)下的后果，Iain表示系統(tǒng)正常狀態(tài)下操作 引起的后果；
[0020] 設(shè)：斷開其他事故集(^中的線路造成的后果與斷開待操作線路造成的后果互不影 響，故：
[0022] 式（3)中，L表示操作前斷開其他事故集C1中第k條線路時(shí)的后果，4表示操 作后斷開其他事故集C1中第k條線路時(shí)的后果；
[0023] 系統(tǒng)處于事故集C。的概率與處于其他狀態(tài)的概率之和為1，即：
[0027] 式（5)中，匕表示系統(tǒng)處于除被篩選出來的事故集C。狀態(tài)之外的狀態(tài)的概率和。
[0028] 進(jìn)一步講，所述調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)包括線路潮流過載指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)電壓越限指標(biāo)：
[0029]當(dāng)被篩選出來的事故集C。中的事故c發(fā)生時(shí)，第i條線路的潮流過載系數(shù)K&"和 第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓越限系數(shù)分別表示為：
[0032] 式（6)和式（7)中，S"是第i條線路的視在功率，Sin第i條線路的額定功率， u.)是第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值，IU,和U^,分別是第j個(gè)節(jié)點(diǎn)允許的電壓上下限；
[0033] 線路過載后果Is^1和節(jié)點(diǎn)電壓越限后果I^,為：
[0034] h^=^Sf，~1
[0035]
[0036] 第i條線路的潮流過載指標(biāo)UP第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓越限指標(biāo)R^分別為：
[0037] RslC1=Pc *Is1C1
[0038] Rvcj=Pc-Ivcj
[0039] 其中，Pc是事故c發(fā)生的概率；
[0040] 當(dāng)系統(tǒng)處于其他狀態(tài)時(shí)，第i條線路的潮流過載系數(shù)Ks，ni和第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓越 限系數(shù)Kv，n]分別表示為：
[0043] 式（8)和式（9)中，n表示系統(tǒng)處于其他狀態(tài)，Sni是第i條線路的視在功率，Un](p. u.)是第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值；
[0044] 線路過載后果Isini和節(jié)點(diǎn)電壓越限后果I^為：
[0045] I-1
[0046] Ij -1
[0047] 第i條線路的潮流過載指標(biāo)UP第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓越限指標(biāo)Rv，n]分別為：
[0048] Rsni=PQ-Isni
[0049] Rvnj=Ptj-Ivnj
[0050] 系統(tǒng)的線路潮流過載指標(biāo)Rs和系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓越限指標(biāo)R￥為：

[0053] 其中，n。是事故集C。包含的事故數(shù)量，n:和n^別表示系統(tǒng)線路和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
[0054] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0055] 本發(fā)明方法能夠準(zhǔn)確有效評(píng)估調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)，并能夠幫助調(diào)度人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控 措施制定。
【附圖說明】
[0056] 圖1為面向電網(wǎng)調(diào)度操作的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的流程圖；
[0057] 圖2為開斷8-5號(hào)線路時(shí)生成的事故集示意圖；
[0058] 圖3為IEEE-118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖4為在不同搜索深度下的事故數(shù)量、計(jì)算時(shí)間；
[0060] 圖5為在不同搜索深度下的風(fēng)險(xiǎn)誤差；
[0061] 圖6為不同風(fēng)險(xiǎn)防控方案的風(fēng)險(xiǎn)防控效果對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體 實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0063] 如圖1所示，本發(fā)明一種面向電網(wǎng)調(diào)度操作的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，主要包括：步驟 一、讀取系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及調(diào)度操作指令；步驟二、根據(jù)操作前后系統(tǒng)潮流變化搜索關(guān)鍵 設(shè)備并生成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需的事故集；步驟三、計(jì)算調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；另外特別針對(duì)線路 潮流過載指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)電壓越限指標(biāo)提出了具體的算法。
[0064] 具體方法如下：
[0065] 步驟一、從EMS系統(tǒng)讀取系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及調(diào)度操作指令；
[0066] 步驟一、根據(jù)操作前后系統(tǒng)潮流變化搜索關(guān)鍵設(shè)備并生成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需的事故 集；包括：
[0067] 2-1)計(jì)算操作前后潮流；
[0068] 2-2)根據(jù)操作前后潮流變化搜索關(guān)鍵設(shè)備，所述關(guān)鍵設(shè)備包括關(guān)鍵線路及關(guān)鍵節(jié) 點(diǎn)；其中，線路中滿足下式的線路即為關(guān)鍵線路：
[0070] 式（1)中，AS是操作前后線路潮流變化值，Sn是線路額定容量，Ss是預(yù)設(shè)的閾 值；
[0071] 系統(tǒng)中滿足下式的節(jié)點(diǎn)即為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：
[0072] AV|> 8v
[0073] 其中，AV是操作前后節(jié)點(diǎn)電壓變化值，\是預(yù)設(shè)的閾值；
[0074] 2-3)以待操作線路及關(guān)鍵設(shè)備為中心進(jìn)行廣度優(yōu)先搜索，搜索深度為N，將搜得 線路作為事故集CwN= 1時(shí)，把所有與待操作線路以及關(guān)節(jié)設(shè)備有相同節(jié)點(diǎn)的線路加入事 故集c。；
[0075] N= 2時(shí)，把所有與N= 1時(shí)搜索到的線路有相同節(jié)點(diǎn)的線路加入事故集C。；
[0076] N= 3,4，…時(shí)，以此類推，生成所需事故集；
[0077] 步驟三、計(jì)算調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，所述操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)是指調(diào)度操作前后系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn) 指標(biāo)的變化值A(chǔ)R:
[0079] 式⑵中，Rb指系統(tǒng)操作前風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，Ra指系統(tǒng)操作后風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；E是系統(tǒng)所有狀 態(tài)集合，E=CidUC1IH正常狀態(tài)}，CdJC1 = 0，C。是被篩選出來的事故集，C:是其他事故集， 是被篩選出來的事故集C。里面第j個(gè)事故發(fā)生的概率，Pk是其他事故集Ci里面第k個(gè) 事故發(fā)生的概率，Pn是系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下的概率；Ib是操作前事故后果，Ia是操作后事故 后果，Ibx(xGCidSC1)是斷開被篩選出來的事故集C。或者其他事故集C1中第X條線路的 后果，Iax(xGC?；駽1)則是同時(shí)斷開被篩選出來的事故集C?；蛘咂渌鹿始疌1中第X條 線路和待操作線路的后果，Ibin表示系統(tǒng)正常狀態(tài)下的后果，Iain表示系統(tǒng)正常狀態(tài)下操作 引起的后果；
[0080] 設(shè)：斷開其他事故集(^中的線路造成的后果與斷開待操作線路造成的后果互不影 響，故：
[0082] 式（3)中，I表示操作前斷開其他事故集C1中第k條線路時(shí)的后果，U表示操作 后斷開其他事故集C1中第k條線路時(shí)的后果；
[0083] 系統(tǒng)處于事故集C。的概率與處于其他狀態(tài)的概率之和為1，即：

[0087] 式（5)中，匕表示系統(tǒng)處于除被篩選出來的事故集C。狀態(tài)之外的狀態(tài)的概率和。
[0088] 所述調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)包括線路潮流過載指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)電壓越限指標(biāo)，其計(jì)算方法 如下：
[0089] 當(dāng)被篩選出來的事故集C。中的事故c發(fā)生時(shí)，第i條線路的潮流過載系數(shù)K&"和 第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓越限系數(shù)分別表示為：
[0092] 式（6)和式（7)中，S"是第i條線路的視在功率，Sin第i條線路的額定功率， u.)是第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值，IU,和U^,分別是第j個(gè)節(jié)點(diǎn)允許的電壓上下限；
[0093] 線路過載后果Is^1和節(jié)點(diǎn)電壓越限后果I^,為：
[0094] 4,d=e^：irf
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