基于电网多环节灵敏度的电网调控方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于电网多环节灵敏度的电网调控方法和系统，包括：获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度；获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度，生成第二灵敏度；基于负荷-电源可靠性等值原则，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度的乘积量，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度；根据所述第三灵敏度，对电网系统进行调控。实施本发明的方法和系统，可快速精确地找出配电环节及输电环节的薄弱节点，从而减少电网系统的运行风险，极大地提高电网系统的运行效率。
【专利说明】基于电网多环节灵敏度的电网调控方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力【技术领域】，特别是涉及一种基于电网多环节灵敏度的电网调控方法和系统。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，灵敏度检测是研究系统的状态或输出变化对系统参数或周围条件变化的敏感程度，对系统的稳定运行异常重要。电网的拓扑结构、系统设备的可靠性和电气参数共同决定了多环节系统的可靠性水平。
[0003]目前电网系统可靠性参数的灵敏度检测仅仅局限于输电网或者配电网这两个独立环节，而电力系统是一个层层相叠的多环节系统，其系统可靠性指标不仅对配电网设备可靠性参数较为敏感，对输电网设备可靠性参数同样敏感。忽略输电网设备可靠性影响，易漏检故障隐患，会降低电网系统的运行效率。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要针对电力系统可靠性参数的灵敏度检测，会降低电网系统的运行效率的问题，提供一种基于电网多环节灵敏度的电网调控方法和系统。
[0005]一种基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，包括以下步骤:
[0006]获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度；
[0007]获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度，生成第
二灵敏度；
[0008]基于负荷-电源可靠性等值原则，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度；
[0009]根据所述第三灵敏度，对电网系统进行调控。
[0010]一种基于电网多环节灵敏度的电网调控系统，包括:
[0011]第一获取模块，用于获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度；
[0012]第二获取模块，用于获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度，生成第二灵敏度；
[0013]第三获取模块，用于基于负荷-电源可靠性等值原则，获取所述第一灵敏度和所述第二灵敏度的乘积量，生成所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度；
[0014]调控模块，用于根据所述第三灵敏度，对电网系统进行调控。
[0015]上述基于电网多环节灵敏度的电网调控方法和系统，可直接获取输电环节的元件可靠性参数对配电环节的可靠性指标的影响，进而基于所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度，对电网系统进行调控，可快速精确地找出配电环节及输电环节的薄弱节点，从而减少电网系统的运行风险，极大地提高电网系统的运行效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明电网多环节灵敏度的电网调控方法第一实施方式的流程示意图；
[0017]图2是本发明电网多环节灵敏度的电网调控方法中输电环节与配电环节的连接的不意图；
[0018]图3是本发明电网多环节灵敏度的电网调控方法中输电环节的电网示意图；
[0019]图4是本发明电网多环节灵敏度的电网调控方法中配电环节的电网示意图；
[0020]图5是本发明电网多环节灵敏度的电网调控系统第一实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]请参阅图1，图1本发明电网多环节灵敏度的电网调控方法第一实施方式的流程示意图。
[0022]本实施方式所述的电网多环节灵敏度的电网调控方法，包括以下步骤:
[0023]步骤101，获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度。
[0024]步骤102，获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感
度，生成第二灵敏度。
[0025]步骤103，基于负荷-电源可靠性等值原则，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度。
[0026]步骤104，根据所述第三灵敏度，对电网系统进行调控。
[0027]本实施方式所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，可直接获取输电环节的元件可靠性参数对配电环节的可靠性指标的影响，进而基于所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度，对电网系统进行调控，可快速精确地找出配电环节及输电环节的薄弱节点，从而减少电网系统的运行风险，极大地提高电网系统的运行效率。
[0028]其中，对于步骤101，输电环节的负荷节点可靠性指标可包括年均负荷削减频率Xbus和平均每次负荷削减时间rbus。输电环节的元件可靠性参数包括年均故障率Xtk和平均修复时间rtk。
[0029]优选地，输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度为所述元件可靠性参数的变化对所述负荷节点可靠性指标的影响程度。
[0030]进一步地，可基于最优负荷削减模型对输电环节的充裕度进行评估。
[0031]在一个实施例中，获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度的步骤包括以下步骤:
[0032]通过对电网系统进行故障状态分析与潮流计算，检验电网系统的运行是否满足安全约束条件。
[0033]若不满足，则采用最优负荷削减模型计算负荷削减量输，生成所述输电环节的负荷节点可靠性指标。
[0034]本实施例，可获取更精确的第一灵敏度。
[0035]对于步骤102，优选地，配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度为所述负荷节点可靠性指标的变化对配电环节的可靠性指标的影响程度。
[0036]优选地，配电环节的电源节点即为输电环节的负荷节点。将电源节点的可靠性指标As、rs作为配电网可靠性评估的输入参数，可以得到考虑输电网影响的配电网的可靠性，即电网多环节系统的可靠性。配电环节的可靠性指标可为分别从频率、时间和概率三个不同角度描述电网系统的供电能力的SAIFI (system average interruption frequencyindex)、SAIDI (system average interruption duration index)和ASAI(average serviceavailability index)。
[0037]如图2所示,配电环节馈线FpFj分别通过断路器与输电网负荷节点Bus1、Busj相连，并且彼此末端通过联络开关相连。以馈线Fi为例，其通过主电源Smain路径与Busi连接，通过备用电源Salt路径与Busj连接(图中以黑点标记主备电源路径)，与其他复核阶段则无连接。不同的连接类型意味着不同的影响关系，对应为灵敏度分析时的不同解析式，连接类型可包括通过主电源路径连接；通过备用电源路径连接和无连接。
[0038]在一个实施例中，获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度的步骤包括以下步骤:
[0039]以各种开关装置将所述配电环节的配电网划分为两个以上的最小隔离区。
[0040]对划分的最小隔离区进行故障枚举，并利用可达性矩阵确定无故障的最小隔离区与主电源和备用电源之间的连接关系。
[0041]根据确定的连接关系判定故障后果模式，并根据故障后果模式获取所述配电环节的可靠性指标。
[0042]本实施例，方便通过简单的数学计算直接获取所述第二灵敏度。
[0043]对于步骤103，所述第三灵敏度优选地为所述第一灵敏度与所述第二灵敏度的乘积。
[0044]在一个实施中，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度步骤还包括以下步骤:
[0045]以如下公式电网系统的可靠性指标函数:
[0046]Is = fs {It (xt, yt, zt)，xd, yd, zd}。
[0047]其中，Is表示电网系统可靠性指标，It表示输电网可靠性指标，Xt表示输电网的拓扑结构，Xd表示配电网的拓扑结构，Yt表示输电网中元件的电气参数，Yd表示配电网中元件的电气参数，Zt表示输电网中元件的可靠性参数，Zd表示配电网中元件的可靠性参数。
[0048]基于负荷-电源可靠性等值原则，获取所述第一灵敏度和所述第二灵敏度的乘积量，生成所述第三灵敏度。
[0049]本实施方式的可靠性指标函数综合了输电环节的可靠性对配电环节的影响。
[0050]对于步骤104，根据所述第三灵敏度，可快速获取电网系统的可靠性薄弱环节，进而采取对应的措施调控电网系统，以消除薄弱环节。
[0051]以下所述是本发明基于电网多环节灵敏度的电网调控方法第二实施方式。
[0052]本实施方式所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法与第一实施方式的区别在于:获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度的步骤包括以下步骤:
[0053]通过以下所述公式对所述配电环节的可靠性参数λ 3和匕与所述输电环节的可靠性指标入^和‘进行等值:
[0054]As=Xbus;
[0055]rs = rbus ；
[0056]其中，λ bus和rbus分别为输电环节负荷节点的可靠性指标中的年均削负荷频率和平均削负荷持续时间，λ 3和1^分别为配电环节的电源节点的年均故障率和平均修复时间。
[0057]根据所述最优负荷削减模型如下公式获取输电环节的负荷节点可靠性指标λ sJ和 rsj:
【权利要求】
1.一种基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度； 获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度，生成第二灵敏度； 基于负荷-电源可靠性等值原则，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度； 根据所述第三灵敏度，对电网系统进行调控。
2.根据权利要求1所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度的步骤包括以下步骤: 通过对电网系统进行故障状态分析与潮流计算，检验电网系统的运行是否满足安全约束条件； 若不满足，则采用最优负荷削减模型计算负荷削减量，生成所述输电环节的负荷节点可靠性指标。
3.根据权利要求2所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度的步骤包括以下步骤: 通过以下所述公式对所述配电环节的可靠性参数λ 3和&与所述输电环节的可靠性指标λ bus和rbUS进行等值:
入S =人bus ;
rS = rbus ; 其中，λ bus和rbus分别为输电环节负荷节点的可靠性指标中的年均削负荷频率和平均削负荷持续时间，λ3和&分别为配电环节的电源节点的年均故障率和平均修复时间；根据所述最优负荷削减模型如下公式获取输电环节的负荷节点可靠性指标Xsj和
4.根据权利要求1所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度的步骤包括以下步骤: 以各种开关装置将所述配电环节的配电网划分为两个以上的最小隔离区； 对划分的最小隔离区进行故障枚举，并利用可达性矩阵确定无故障的最小隔离区与主电源和备用电源之间的连接关系； 根据确定的连接关系判定故障后果模式，并根据故障后果模式获取所述配电环节的可靠性指标。
5.根据权利要求4所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度的步骤包括以下步骤: 将馈线Fi划分σ i个最小隔离区； 基于停电原因通过以下所述公式获取馈线Fi的SAIF1、SAIDI和ASAI为配电环节的可靠性指标:
6.根据权利要求5所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度，生成第二灵敏度的步骤还包括以下步骤: 获取输电环节的输电网与配电环节的馈线间的连接类型，其中，所述连接类型包括通过主电源路径连接、通过备用电源路径连接和无连接； 根据与所述连接类型的连接路径，分别获取配电环节的可靠性指标SAIF1、SAIDI和ASAI的偏微分，生成所述第二灵敏度。
7.根据权利要求6所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，根据所述连接类型，分别获取配电环节的可靠性指标SAIF1、SAIDI和ASAI的偏微分的步骤包括以下步骤: 当所述连接类型为主电源路径连接时，通过以下所述公式获取配电环节的可靠性指标SAIF1、SAIDI 和 ASAI 的偏微分:
8.根据权利要求6所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，根据所述连接类型，分别获取配电环节的可靠性指标SAIF1、SAIDI和ASAI的偏微分的步骤包括以下步骤: 当所述连接类型为备电源路径连接时，通过以下所述公式获取配电环节的可靠性指标SAIF1、SAIDI 和 ASAI 的偏微分:
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的基于电网多环节灵敏度的电网调控方法，其特征在于，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度步骤还包括以下步骤: 以如下公式电网系统的可靠性指标函数:
Is — fs {it (Xt，yt> Zt)，Χ(?) yd，ZtJ ; 其中，Is表示电网系统可靠性指标，It表示输电网可靠性指标，Xt表示输电网的拓扑结构，xd表示配电网的拓扑结构，yt表示输电网中元件的电气参数，yd表示配电网中元件的电气参数，zt表示输电网中元件的可靠性参数，Zd表示配电网中元件的可靠性参数；基于负荷-电源可靠性等值原则，获取所述第一灵敏度和所述第二灵敏度的乘积量，生成所述第三灵敏度。
10.一种基于电网多环节灵敏度的电网调控系统，其特征在于，包括: 第一获取模块，用于获取输电环节的负荷节点可靠性指标对输电环节的元件可靠性参数的变化的敏感度，生成第一灵敏度； 第二获取模块，用于获取配电环节的可靠性指标对所述负荷节点可靠性指标的变化的敏感度，生成第二灵敏度； 第三获取模块，用于基于负荷-电源可靠性等值原则，根据所述第一灵敏度和所述第二灵敏度，获取所述配电环节的可靠性指标对所述输电环节的元件可靠性参数的变化的第三灵敏度； 调控模块，用于根据所述第三灵敏度，对电网系统进行调控。
【文档编号】G06Q50/06GK103927697SQ201410175545
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】黄嘉健, 郑文杰, 李端姣, 陈炯聪, 余南华, 黄曙, 汪隆君, 王钢, 陈小军, 赵继光, 李传健, 周克林, 陈辉, 张晓平, 宋旭东 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 华南理工大学