电网运行趋势实时安全评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种电网运行趋势实时安全评估方法，包括如下步骤：划分电网内部元素；确定区域用电侧的重要度；得出区域发电侧的重要度；得出联络线的重要度；对各区域用电侧的重要度、各区域发电侧的重要度和各联络线的重要度执行归一化处理；对电网的冲击事件进行统一量化；确定任一电网内部元素在不同运行趋势等级下的概率，并得到评估矩阵；确定各电网内部元素的运行趋势；本发明既可满足在线评估的快速性需求，又可兼顾状态指标的全面性，在保证计算精度的前提下大幅减少计算量。
【专利说明】电网运行趋势实时安全评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网运行趋势安全评估【技术领域】，具体为一种电网运行趋势实时安全 评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电网的迅猛发展以及智能化电网的建设，电网运行方式将变得更为复 杂，控制也随之愈加困难，如何准确、快速、全面地评估电网的安全水平，并以此为依据制定 合理的控制策略和应急预案，成为了避免大规模停电事件的关键；电网实时安全评估大致 可分为电网运行状态与电网未来趋势评估两个方面，简称态势评估；其中，态是指电网单一 时间断面的静止状态，包括当前态和未来态，而势是指电网的运行趋势，是联系电网当前态 和未来态的纽带，是当电网遇到外部环境改变时从当前态转化为未来态的动态过程，在电 网实时安全评估中，态和势二者均不可或缺；随着时间的向前推进，电力系统的运行状态在 不断变化和演进，一般是利用连续不断的静态断面对其描述并进行分析，其被称之为运行 状态评估，运行状态评估是静态的评估，体现着某一时刻电网各个侧面的运行状态，是监视 电网运行的重要工具，同时也是实时安全评估中的基础环节；状态之间的动态过程，其演进 方向可被称之为趋势，趋势评估是动态的评估，反映着短期内电网的运行走势；实际运行 中，调度人员对未来的运行状态即趋势更为关注，也更关注对趋势的在线评估，这是因为趋 势可反映电力系统未来的状态，与之相比，状态由于是目前的已发生的正在运行的情形，故 调度人员容易把握，同时，电网内部和外部事件均会导致运行状态的不断改变，而这些内外 因素所造成的电网状态改变的表征，既无法在静态的状态指标中予以体现，又难以在短时 间内给出精确的分析结果，所以给调度人员造成极大的认知负担和心理压力。
[0003] 目前电网的安全评估方式分为两类，其中一类方式是从电网运行状态的评估出发 给出确定性状态指标体系，如文献《基于最优乘子潮流确定静态电压稳定临界点》、《暂态稳 定性分析中的确定性方法和概率性方法》等中从电压稳点、功角稳定、拓扑结构脆弱性等单 一侧面去评估电网的安全性，如文献《电网安全评价的指标体系与方法》中提出的评估指 标体系包括安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、风险指标五个 方面，从不同的侧面建立了安全指标体系；另外一类方式是基于预想故障集合，给出电网的 未来运行风险指标，如文献《基于风险的电力系统安全预警的预防性控制决策分析》中定 量分析电力系统的运行状态并转换为风险指标，根据系统低电压、过负荷和电压失稳三种 风险指标，综合表征系统的安全等级，如文献《面向调度运行的电网安全风险管理控制系统 (二）风险指标体系评估方法与应用策略》中建立了事件越限风险与事件驱动风险相结合 的指标体系；由上可以看出，由于确定性指标体系能够直观且全面地反映电网当前的实时 运行状态，故得到广泛的应用；但确定性指标体系只着眼于电网的当前态，缺乏对电网运行 趋势的评估，而调度人员更为关心的是电网的发展趋势，所以在实时安全评估中这类确定 性的指标体系并不能很好地满足调度需求；同时，若依据当前态的指标进行风险分析来获 取当前系统运行趋势，则由于指标体系本身十分繁杂，且趋势变化影响因素众多，导致计算 量巨大，无法满足电网实时安全评估的速度要求；另外，关于电网发展趋势风险性指标的研 究，均集中在单一侧面的精细描述或指标体系的简化，而该种作法又会导致趋势评估的不 全面，难以实用。
[0004] 因此，电网运行趋势评估的关键，是在短时间内准确、快速、全面地判断电网的运 行趋势；由于电网是个庞大的动态系统，对全网运行状态的每个侧面进行趋势评估会造成 巨大的计算量，在实时评估中并不现实；同时，由于问题所关注的是短期动态行为，内外部 事件发生的概率可以明确，故电网运行趋势的走向亦在大概率上可以明确，具备分析的基 础，但即便如此，由于系统规模大、运行涉及因素多，分析起来仍然十分复杂，难以在线实 施。
【发明内容】
[0005] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种电网运行趋势实时安全评估方法。
[0006] 本发明的技术手段如下：
[0007] -种电网运行趋势实时安全评估方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1 :将电网划分为若干个互联区域，根据区域内各部分的功能、以及各区域之 间的联接关系划分电网内部元素；所述电网内部元素包括任一区域的发电侧、任一区域的 用电侧、以及互联区域之间的联络线；
[0009] 步骤2 :确定区域i用电侧的重要度Aiffi，其中i为电网的任一区域；
[0010] 步骤3:利用公式
【权利要求】
1. 一种电网运行趋势实时安全评估方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1 :将电网划分为若干个互联区域，根据区域内各部分的功能、以及各区域之间的 联接关系划分电网内部元素；所述电网内部元素包括任一区域的发电侧、任一区域的用电 侦I以及互联区域之间的联络线； 步骤2 :确定区域i用电侧的重要度Aiffi，其中i为电网的任一区域； 步骤3 :利用公式Λ发=
< 為用得出区域ζ发电侧的重要度Az s，式中Ν表示电 网内部元素集合、PizS表示区域i用电侧使用的区域z发电侧所发出的功率、Piffi表示区域 i用电侧的负荷功率、z为电网的任一区域； 步骤4 :利用公式输=
x马用得出联络线y的重要度AySi，式中N表示电网 内部元素集合、PiyS5表示通过联络线y传输到区域i用电侧的功率、Pi^表示区域i用电侧 的负荷功率； 步骤5 :对各区域用电侧的重要度、各区域发电侧的重要度和各联络线的重要度执行 归一化处理； AP 步骤6 :根据公式X = 对电网的冲击事件进行统一量化，式中X表示表示冲击 ^s.m Μ) 事件的量化值、ΔΡ表示冲击事件对某一电网内部元素造成的功率变化量、Ps.m表示某一电 网内部元素的稳定功率极限、匕表示某一电网内部元素的当前功率； 步骤7 :预设包含多个不同运行趋势等级的评估集，根据得出的冲击事件量化值X和设 定的三角形隶属度函数确定任一电网内部元素在不同运行趋势等级下的概率，并得到评估 矩阵R ;所述设定的三角形隶属度函数为=
所述评估集为{:十分严重、严重、轻微影响、无影响};所述评估矩阵R中每一行各元素分别 表征某一电网内部元素在不同运行趋势等级下的概率； 步骤8 :通过将评估矩阵R与第一预设矩阵p、第二预设矩阵q进行比较，确定各电网内 部元素的运行趋势； 步骤9 :对于运行趋势为轻微影响或无影响的电网内部元素，则继续采用原有的控制 策略；对于运行趋势为十分严重的电网内部元素，则采用紧急控制策略；对于运行趋势为 严重的电网内部元素，则针对该电网内部元素进行进一步的功率平衡指标、功角稳定指标、 网络安全指标、电压稳定指标、频率安全指标、电压安全指标和频率稳定指标计算； 步骤10 :利用公式*/ =
得出电网对应不同运行趋势等级的可信度 bj，式中am为第m个电网内部元素的重要度，Μ为电网内部元素的总数，rmj为评估矩阵的元 素，m=l、2、…M, j = l、2、3、4。
2. 根据权利要求1所述的一种电网运行趋势实时安全评估方法，其特征在于在步骤7 和步骤8之间还具有如下步骤： 将评估矩阵R中对应运行趋势为轻微影响和无影响的两列进行比较，针对运行趋势为 无影响的概率大于运行趋势为轻微影响的概率的电网内部元素，则该电网内部元素的运行 趋势为无影响，同时针对该电网内部元素继续采用原有的控制策略。
3. 根据权利要求2所述的一种电网运行趋势实时安全评估方法，其特征在于所述步骤 8具体包括如下步骤： 步骤81 :将评估矩阵R中对应运行趋势等级为轻微影响的列与第一预设矩阵p进行比 较，当某一电网内部元素的运行趋势为轻微影响的概率大于第一预设矩阵P的相应元素， 则该电网内部元素的运行趋势为轻微影响；所述第一预设矩阵P的各元素 pm = a 1+(am-l/ Μ) X β i，其中am为第m个电网内部元素的重要度、Μ为电网内部元素的总数、a i和β i为 预设系数； 步骤82 :将评估矩阵R中对应运行趋势等级为十分严重的列与第二预设矩阵q进行比 较，当某一电网内部元素的运行趋势为十分严重的概率大于第二预设矩阵q的相应元素， 则该电网内部元素的运行趋势为十分严重；所述第二预设矩阵q的各元素 qm = a 2-(am-l/ Μ) X β 2，其中am为第m个电网内部元素的重要度，Μ为电网内部元素的总数，α 2和β 2为 预设系数； 步骤83 :排除运行趋势为无影响、轻微影响和十分严重的电网内部元素，其余电网内 部元素的运行趋势为严重。
【文档编号】G06Q50/06GK104299070SQ201410468730
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】李卫东, 王海霞, 王斌琪 申请人:大连理工大学