电力系统风险评估.ppt

1、电力系统风险评估，介绍，什么是风险？电力系统存在哪些风险？大规模风电接入会给电力系统带来什么风险？教材及参考文献：电力系统风险评估模型、方法及应用李，郭永基电力系统可靠性分析，静铁岩，大规模风电并网条件下电力系统有功功率平衡的理论研究，博士论文第一章，绪论。张，叶，等.大规模风电接入相关问题及对策.中国电机工程杂志。第30卷(25)，2010，1.1风险和可靠性之间的关系描述了同一个事实的两个方面：风险越高可靠性越低。本课程的目的是探讨电力系统风险评估的模型和方法及其工程应用。电力系统风险的根本原因：设备的随机故障。风险管理包括：实施定量风险评估；建立表征系统风险的指标；确定降低风险的措施；确

2、定投资的可接受风险水平；综合评价技术、经济、社会和环境因素；电力系统风险评估的应用领域：规划发电、输电和配电系统的供电；运行风险评估设备维护设备备用分析变电站接线分析传输服务。1.2电力系统风险评估的基本概念，风险=事件发生的概率事件造成的损失；系统风险评估步骤；确定部件停机模型(第2章)；选择系统状态；计算发生概率(两种方法)；评估所选状态的后果(可能是简单的功率平衡分析、网络结构连通性分析、功率流优化、电压稳定性分析)；和计算风险指标(指标的概率分布、随机变量的期望值)。数据预处理：数据的动态特性和评估选定系统状态的结果由评估分类决定。具体运行充分性分析：表明系统设施是否能够完全满足用户的

3、负荷要求和系统运行的约束，只涉及系统的稳态条件，不需要动态和瞬态分析。安全分析：系统对动态和瞬态干扰的响应能力。因此，通常进行动态、瞬态或电压稳定性分析。基于历史停运统计数据的评估，风险指标反应停电规模，电压的变化或均值，潮流的变化或均值等单位停电损失基于用户损失函数的方法；基于投资核算的方法；基于国民生产总值的方法；第二章系统元件的停运模型，可修复强迫失效，组件双态模型：故障率：修复率：目标组件的故障率和修复率：例如：可用性A:平均故障时间(MTTF):平均维修时间(MTTR):不可用性U:故障频率f :平均故障间隔时间(平均无故障时间):平均无故障时间=MTTF MTTR，示例：200兆瓦

4、发电机的统计：系统：的可靠性取决于所涉及组件的可靠性，以及系统拓扑串联系统3360整个系统的可用性如何？并行连接的system:只有当所有组件都出现故障时，系统才会出现故障(a)并联系统(b)等效系统，示例：两台变压器并联运行。统计是：这个并联系统的故障率和系统的平均无故障时间是多少？集成系统3360分为串联子系统和并联子系统，例如，A:电源总线；C:负载点。假设母线A始终可用。问题：点C的故障率和总停机时间是多少；c点、并联1、串联2、并联3、并联1: L1/L2，串联2: L12 L3、并联： L123 /L4、无效：母线总停机时间C:母线可靠性C:的可靠性是多少作业：Matlab编程，实

5、现可修复强迫失效相关计算2007年。计划停运，最简单的蒙特卡洛仿真流程，随机生产模拟：元件的投入状态，负荷的随机变化，间歇性电源出力变化，考虑连锁故障的蒙特卡洛仿真流程，对系统进行抽样，元件的失效模型参考文献，考虑保护的隐性故障陈，索普，杜布森。电力系统扰动的连锁动力学与抑制评估。国际电力和能源系统杂志2005，27: 318-326考虑天气变化对导体散热影响M.Anghel，K.A. Werley，A.E. Motter .电网动态随机模型。第40届HICSS .2007 环境相依失效卢锦玲，朱永利。基于暂态能量裕度的电力系统脆弱性评估。电工技术学报，2010，25(6):96-103(看2

6、.1节)，保护的隐性故障，当有线路断开时，与此线路两端相连的所有线路的保护均存在发生隐性故障的可能。仅考虑单重隐性故障2007年。考虑天气变化对导体散热影响，随机线路故障模型线路l上发生的随机故障由泊松过程描述。即在时间段t中发生的故障的次数服从泊松分布，均值为，风功率波动建模，风力发电机建模，P(SWt):风力发电机输出SWt :风速Vci:接入风速Vr :额定速度Vco:截止速度，为1.5兆瓦双馈（连续(和1.5兆瓦固定速度异步风力发电机建立的P-W特性（虚线).风速模型：在区间0，1上绘制均匀分布的数字u；将所绘制的随机数u应用于威布尔累积分布函数F(W，A，B)，以确定相关的风速w，注

7、：累积分布函数： p (x，X)，序贯蒙特卡洛仿真，状态时间抽样法第1步：指定所有元件的初始状态（一般假定均处于运行状态（第2步：对每一元件停留在当前状态的持续时间进行抽样。第三步：在所研究的时间跨度内重复第二步，记录所有组件的每个状态持续时间的采样值，得到每个组件在给定时间跨度内的随机状态转移过程。步骤4:结合所有组件的状态转换过程，建立系统顺序状态转换循环过程。步骤5:系统地分析每个不同的系统状态，并计算风险指数函数。负荷处理、年负荷曲线、年负荷曲线，并考虑随机变化、负荷划分、增长和随机波动，假设在蒙特卡洛模拟的每个循环中，负荷是该循环的平均负荷和某一随机变化的叠加，并在该循环中保持不变。

8、所有负载节点根据位置划分为NF区域，同一区域的负载变化相同，不同区域的负载变化不同。表示平均负载的增长率，略大于1，可以设置。随机因子r在区间内变化。然后，对于给定的负荷，引入的负荷波动系数为。周期t 1的平均负荷、缓慢负荷增长、P98负荷曲线模型和多级负荷水平模型根据其遵循的不同负荷曲线将每辆公交车分类为同一公交车组。每个总线组都有其负载持续时间曲线。使用聚类技术选择聚类均值Mij的初始值，其中I代表聚类，j代表曲线j，使用以下公式计算每小时负荷点到每个聚类均值的欧拉距离，将负荷点分配给最近的聚类，重组，并使用以下公式计算新的聚类均值，重复步骤2和3，直到所有聚类均值在迭代中保持不变。收敛的

9、聚类平均值Mij被用作多级负荷模型中每个曲线的每个聚类的负荷水平。故障分析、基于交流潮流的最优潮流模型的目标函数：社会效益最大化(相当于最小发电成本)、最小减载和最小网损。约束条件：等式约束条件：功率平衡不等式约束条件：运行极限、预期电源(EENS)、NL:各种负载水平Ti:系统具有第I个负载水平的小时数C(s):状态S(s):负载削减量n(s) :系统具有第C(s) Ni:负载削减量的运行次数在第I个负载水平下的模拟Fi:中的运行总数，具有非零负载削减量的运行集。s导致甩负荷的系统状态集，Ci为系统在状态I下的甩负荷量，ti为系统状态I的蒙特卡洛循环次数，t为蒙特卡洛总循环次数，甩负荷频率，n(s):抽样中s状态的出现次数；Fi是多级负荷模型中第I级负荷下的一组系统故障状态；Ti是第I个负载水平的时间长度h；t是负荷曲线的总时间间隔h；NL是负荷等级分类编号，平均线流量限制为：用于显示投资效率。其中Pd(t)是测试系统在tth模拟运行时的平均负载需求。NLine是系统中传输线路的数量。Fjmax(t)是tth模拟运行时j线的传输容量极限。每兆瓦服务的平均线路流量限制用作电网利用率的衡量标准。由于电网投资与最大线路流量限制有关，而社会效益与所服务的电力有关，因此每兆瓦的平均线路流量限制是