一種考慮失穩(wěn)位置不確定的輸電線路故障概率評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輸電線路故障概率計算方法，特別是一種考慮失穩(wěn)位置不確定的 輸電線路故障概率評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展壯大，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷增加，互聯(lián)電網(wǎng)的規(guī) 模也越來越大。一旦發(fā)生大停電事故將會在長時間、廣范圍內(nèi)造成很嚴(yán)重的后果和損失。例 如，09年的巴西大停電導(dǎo)致巴西國土面積一半的范圍陷入停電狀態(tài)，造成巨大損失和危害。 這種情況下，系統(tǒng)可靠性風(fēng)險評估對于保障系統(tǒng)安全運(yùn)行具有重要意義。
[0003] 由于實際運(yùn)行中的電力系統(tǒng)深受所處環(huán)境影響，自然災(zāi)害也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生 故障甚至失穩(wěn)崩潰的重要原因，通常對電力系統(tǒng)進(jìn)行可靠性風(fēng)險評估時不僅要考慮系統(tǒng)運(yùn) 行工況，還要結(jié)合外部環(huán)境因素。
[0004] 現(xiàn)階段大量使用的電力系統(tǒng)安全評估方法有傳統(tǒng)的確定性方法和不確定性方法， 確定性方法考慮在一定拓?fù)錉顟B(tài)下會導(dǎo)致最嚴(yán)重系統(tǒng)故障的表現(xiàn)行為，并以此來確定系統(tǒng) 的安全水平。雖然此方法能提供較高的可靠等級，但過于保守，使用過程勢必造成設(shè)備的不 充分利用或系統(tǒng)的不必要重復(fù)建設(shè)以及資源分配不合理等較大使用代價，同時不能全面考 慮環(huán)境等諸多不確定因素。不確定性方法中利用風(fēng)險的概念，從故障導(dǎo)致系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的 概率和失穩(wěn)造成的損失后果兩個方面去分析去評估電力系統(tǒng)的安全性。對于故障導(dǎo)致系統(tǒng) 暫態(tài)失穩(wěn)概率部分，先基于全概率和條件概率理論建立暫態(tài)失穩(wěn)模型，將系統(tǒng)發(fā)生暫態(tài)失 穩(wěn)的概率定義為求和系統(tǒng)各條線路上發(fā)生各類故障的概率和該故障發(fā)生導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)的 概率之積。其中故障發(fā)生導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)的概率又由各類故障發(fā)生的概率和該類故障下線路 的失穩(wěn)區(qū)間在整條線路的占比之積求和得到?，F(xiàn)有針對線路故障失穩(wěn)占比的求取常用二分 法和分段法等。分段法根據(jù)線路的長度將線路劃分為多段，并以段內(nèi)某點(diǎn)的穩(wěn)定性反應(yīng)該 段的穩(wěn)定性；二分法通過二分逼近原理確定線路失穩(wěn)臨界點(diǎn)來處理失穩(wěn)區(qū)間問題。對于以 上方法，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定性隨故障位置變化出現(xiàn)不單調(diào)或異常時，或當(dāng)故障發(fā)生導(dǎo)致線路上存 在多段失穩(wěn)域時，計算結(jié)果可能存在較大偏差;與此同時，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行考慮外部災(zāi)害，例如 雷擊，其發(fā)生的不確定性導(dǎo)致的雷區(qū)分布不均可能會加重計算結(jié)果的偏差，導(dǎo)致最后評估 結(jié)果不理想。并且，上述方法通過數(shù)值仿真得到搖擺曲線，評估系統(tǒng)穩(wěn)定程度和分析系統(tǒng)穩(wěn) 定機(jī)理都具有一定的困難性。
[0005] 由上可知，現(xiàn)有求取系統(tǒng)失穩(wěn)概率方法在線路失穩(wěn)占比和系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的確定及 評價方面還存在一定缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種求取系統(tǒng)失穩(wěn)概率中確定線路失穩(wěn)占比方法。
[0007] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種考慮失穩(wěn)位置不確定的輸電線路故障概 率評估方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟1、確定離散型隨機(jī)變量和連續(xù)型隨機(jī)變量的參數(shù)，所述離散變量的參數(shù)包括 電網(wǎng)拓?fù)?、線路參數(shù)、發(fā)電機(jī)參數(shù)，連續(xù)型變量的參數(shù)包括負(fù)荷水平、故障持續(xù)時間、故障位 置;之后根據(jù)上述參數(shù)填寫FASTEST潮流數(shù)據(jù)卡和穩(wěn)定數(shù)據(jù)卡；
[0009] 步驟2、確定故障類型和選擇故障線路，生成FASTEST故障操作卡;所述故障類型包 括:三相短路故障、雙相接地故障、相間短路故障和單相接地故障；
[0010] 步驟3、選擇待計算線路和故障類型，根據(jù)步驟1和步驟2中的初始化數(shù)據(jù)和操作 卡，利用FASTEST仿真計算得出系統(tǒng)穩(wěn)定裕度隨線路故障位置的變化曲線，確定該故障下線 路失穩(wěn)部分，得出該故障在線路上的失穩(wěn)占比；
[0011] 步驟4、重復(fù)步驟3,得出各線路在各種故障類型下的線路失穩(wěn)占比；
[0012] 步驟5、基于全概率和條件概率的理論建立暫態(tài)失穩(wěn)概率模型，系統(tǒng)發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn) 的概率為求和系統(tǒng)各條線路上發(fā)生故障的概率和該故障發(fā)生導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)的概率之積；
[0013] 所述系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)概率模型P (K)為：
[0014]
[0015]
[0016] 兵甲：
[0017] K:系統(tǒng)發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn);P(K):系統(tǒng)發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn)的概率;Ki:系統(tǒng)由于線路i上的故 障事故發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn);P(Ki):系統(tǒng)由于線路i上故障事故發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn)的概率;Kij:系統(tǒng)由 于線路i上的j類故障事故失穩(wěn);Ed在線路i上發(fā)生j類故障事故;Ρ(Εω為線路i上發(fā)生j類 故障事故的概率，其公式為：
[0018]
[0019] 式中，l^tP時間段內(nèi)元件的故障次數(shù);λ,偽線路i上j類故障的故障率，系統(tǒng)狀態(tài) 和負(fù)荷水平在參數(shù)t P時間段內(nèi)視為不變；
[0020] P(Kij | Eij)為故障導(dǎo)致系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的概率模型：
[0021]
[0022]其中：1^為線路i上j類故障可以導(dǎo)致系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)部分長度，U為線路i的長度。 [0023]時間段tP的選取滿足如下條件：
[0024]
[0025]其中，0<AijtP < 1，使得上式結(jié)果大于零，P(Eij)單調(diào)遞增。
[0026]步驟6、整合上述計算數(shù)據(jù)，帶入步驟5的模型求取輸電線路故障概率。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明通過利用FASTEST，在確定系統(tǒng)參 數(shù)的情況下，通過填卡仿真得出系統(tǒng)穩(wěn)定裕度隨線路上故障位置的變化曲線，統(tǒng)計得出線 路失穩(wěn)占比；與分段法和二分法相比，可以直觀判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定程度隨故障位置的變化趨 勢，簡化復(fù)雜的數(shù)值仿真計算，同時針對穩(wěn)定裕度隨故障位置非單調(diào)變化情況導(dǎo)致的線路 多段失穩(wěn)域現(xiàn)象，能夠解決傳統(tǒng)方法計算結(jié)果誤差較大問題，得到準(zhǔn)確結(jié)果；當(dāng)結(jié)合外部環(huán) 境因素考慮系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性時，對于環(huán)境因素的不確定性造成的線路分段故障率同時存在 問題，也能很好的適用，給出準(zhǔn)確的失穩(wěn)故障概率結(jié)果。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的考慮失穩(wěn)位置不確定的輸電線路故障概率評估流程圖。
[0029]圖2為計算6-11線路上發(fā)生故障系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)概率線路狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0031] 如圖1所示，一種考慮失穩(wěn)位置不確定的輸電線路故障概率評估方法，包括以下步 驟：
[0032] 步驟1、確定離散型隨機(jī)變量和連續(xù)型隨機(jī)變量參數(shù)，包括負(fù)荷水平、電網(wǎng)拓?fù)?、發(fā) 電機(jī)參數(shù)、線路參數(shù)、故障持續(xù)時間和故障位置，根據(jù)參數(shù)初始化FASTEST潮流和穩(wěn)定數(shù)據(jù) 卡；
[0033] 步驟2、選擇待計算線路和故障類型，取線路1%占比為精度單位，從首端到末端分 別放置100個故障位置點(diǎn)，逐一模擬系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，生成FASTEST故障操作卡；
[0034]步驟3、根據(jù)步驟1和步驟2中的初始化數(shù)據(jù)和操作卡，利用FASTEST仿真計算得出 系統(tǒng)穩(wěn)定裕度隨線路故障位置的變化曲線，確定該故障下線路失穩(wěn)部分，得出該故障在線 路上的失穩(wěn)占比；
[0035]步驟4、重復(fù)步驟3,遍歷每條線路在各種故障類型下的線路失穩(wěn)占比；
[0036]步驟5、基于全概率和條件概率的理論構(gòu)建暫態(tài)失穩(wěn)概率模型，將系統(tǒng)發(fā)生暫態(tài)失 穩(wěn)的概率定義為求和系統(tǒng)各條線路上發(fā)生故障的概率和該故障發(fā)生導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)