计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法
【专利摘要】本发明涉及电力系统中节点的负荷减载方法，具体为计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法，包括步骤一：计及概率确定系统的故障状态；步骤二：确定每种故障状态下系统频率下限；步骤三：采用最优潮流算法确定第 i 个故障状态下，第 j 个节点的切负荷量；步骤四：采用聚类方法确定频率分段；步骤五：按照频率分段故障集进行低频减载方案优化；步骤六：依据步骤五得出的优化结果，确定系统的低频减载装置装设位置及减载量。本发明计及系统元件可靠率，并针对故障造成的后果进行风险评估确定系统的低频减载整定方案。本发明确定的方案可以最小化系统切负荷造成的经济损失，并保证系统的频率恢复效果，是很有前景的一种电力系统低频减载优化方法。
【专利说明】计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统中节点的负荷减载方法，具体为计及概率及风险的电力系统 低频减载优化方法。
【背景技术】
[0002] 当电力系统出现有功缺失时，由于供需之间的不平衡会使得系统频率出现下降， 若备用容量无法使得系统频率快速恢复，则可能会使得系统崩溃。按频率自动减负荷装置 是电网安全运行的第三道防线，其主要作用就是在发生特大异常事故引起严重有功功率缺 额时，能在系统频率崩溃之前，迅速按照预先确定的控制策略，切除一部分负荷，以"牺牲局 部保全全局"，以保证系统安全运行和向重要用户的不间断供电。使系统能很快地恢复有功 功率的平衡，使频率趋于稳定，以避免大面积停电事故的发生。
[0003] 低频减负荷（UFLS)装置的动作的频率及动作顺序通常采用预先设定方法，当电 力系统出现事故时，如果功率缺额较小，且系统中有充足的旋转备用容量时，系统频率经过 一小段时间的下降，随着旋转备用容量的启动，频率会恢复到额定值；如果备用容量等不能 满足功率缺额时，频率持续下降，当频率下降到低频减负荷的第一级（轮）动作频率时，低 频减负荷装置动作，自动切除一部分不重要的负荷；如果切除的负荷正好等于功率缺额，则 频率会恢复到额定值；否则后续各轮次依次动作，一直到系统频率重新稳定下来或出现回 升，这个过程才会结束。为防止频率停在某两级动作频率之间，设有特殊级以使系统频率恢 复到允许范围。按频率减负荷装置实质上是应用了"逐次逼近"的方法，各级之间采用延时 的方法，迅速及时地算出系统的功率缺额，并断开相应的用户，以达到系统频率的稳定，使 值班人员可从容处理的目的。电力系统按频率自动减负荷装置对于制止频率的事故性下降 及避免事故的进一步扩大是很有成效的。
[0004] 通常我国采取7轮次低频减载方案，不论电网的规模和实际元件的运行状态，统 一采用相同的低频减载动作频率。而实际当电网较大时，频率偏差即使很小，也需要切除 很大的负荷量，以满足系统频率缺额，若设置相同的频率动作值，就会使得大电网需要在短 时间内动作多个低频减载装置，切除较大负荷，这对电网又会造成新的冲击，而由于电网较 大，其设置的较大频率偏差的低频减载轮次可能永远不会使用。而对于小电网来说，其出现 较大频率偏差的概率较高，其设置的较低频率偏差的轮次动作效果不明显。
[0005] 同时，按照现有方案，在确定低频减载装置安装位置时，按照系统可能出现的最大 功率缺额来确定，但是并未考虑该功率缺额出现的故障地点，但运行经验表明，当系统出现 故障时，切除相同的负荷量但切除地点不同时，对于电力系统的运行效果相差是很大的。
[0006] 因此，如何根据电网的实际情况确定低频减载装置轮次分段频率值，并选定系统 低频减载装置安装的位置是非常重要的。
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决现有设定低频减载装置的安装位置和轮次分段频率值的方法不 能有效解决电力系统频率下降的问题，提供了计及概率及风险的电力系统低频减载优化方 法。采用该方法，针对给定电网分析其可能出现的频率偏差，确定该电网的频率分段轮次， 并根据各种故障情况下保证系统最优运行的运行方案，确定低频减载装置的安装位置及负 荷切除量。
[0008] 本发明是采用如下的技术方案实现的：计及概率及风险的电力系统低频减载优化 方法，包括以下步骤：
[0009] Sl :依据电力系统元件可靠度指标，抽样确定电力系统的故障状态，共确定X种故 障状态，其中，第i个故障状态发生的概率为Ai，i = 1……X;由于主要确定系统切负荷值， 该部分主要考虑发电机故障及主要联络线的故障状态；
[0010] S2 :根据Sl确定的故障状态，采用暂态稳定分析方法，确定第i个故障状态下电力 系统的频率值fi，i = 1......X ;
[0011] S3:采用电力系统最优潮流算法，使得第i个故障状态下的切负荷量成本
【权利要求】
1.计及概率及风险的电力系统低频减载优化方法，其特征在于包括以下步骤： 51 :依据电力系统元件可靠度指标，抽样确定电力系统的故障状态，共确定X种故障状 态，其中，第i个故障状态发生的概率为A i, i = 1……X; 52 :根据Sl确定的故障状态，采用暂态稳定分析方法，确定第i个故障状态下电力系统 的频率值fi，i = 1......X ； 53 :采用电力系统最优潮流算法，使得第i个故障状态下的切负荷量成本
为全网切负荷成本及网损成本最小时，得到电力系 统中第j个节点的切负荷量Λ 其中&为节点j的单位电能效益，η为电力系统节点数， pr为电价
为电力系统网损； 54 :采用聚类方法，将频率值&分为m段，i = 1……X，第k段的频率分段故障集为Dk， k = 1......m ； 55 :按照频率分段故障集Dk，将故障状态分类优化，使得
取得最小值，得到节点j的 低频减载装置设定标志其中Ph为节点j的低频减载设置量，uj等于O或1，Ka为系统 频率响应系数，Fl为低频减载设置量与切负荷量之间的偏差，F2为低频减载设置量与切负 荷量之差造成的系统频率偏差，k = 1......m ; 56 :在uj = 1的节点设定低频减载装置，低频减载设置量为TOj,其对应的动作频率值 为频率分段故障集Dk对应频率值。
【文档编号】H02J3/14GK104393597SQ201410779530
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】贾燕冰, 韩肖清, 王鹏, 王英, 秦文萍 申请人:太原理工大学