一种考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法与流程

技术特征：

1.一种考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定考虑自然灾害的元件损坏概率；

步骤2：确定初步故障集合，并对其进行分类；

步骤3：对电力系统进行暂态风险评估。

2.根据权利要求1所述的考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1：将自然灾害分为I类自然灾害和II类自然灾害；

步骤1-2：分别确定考虑I类自然灾害和II类自然灾害的元件损坏概率。

3.根据权利要求2所述的考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法，其特征在于：所述步骤1-1中，I类自然灾害包括台风、覆冰和地震；

II类自然灾害包括暴雨、雷电和山火；

I类自然灾害的发生概率小于II类自然灾害的发生概率，I类自然灾害对电力系统的影响大于II类自然灾害对电力系统的影响。

4.根据权利要求2所述的考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法，其特征在于：所述步骤1-2包括以下步骤：

步骤1-2-1：通过分析I类自然灾害的危险性确定考虑I类自然灾害的元件损坏概率；

步骤1-2-2：确定考虑II类自然灾害的元件损坏概率，具体包括：

元件的状态包括正常状态、暴雨状态、雷电状态和山火状态，暴雨状态、雷电状态和山火状态下元件的完好概率分别用P2、P3和P4表示，且有：

P 2 = = μ r μ r + λ r - - - ( 1 ) ]]>

P 3 = μ f μ f + λ f - - - ( 2 ) ]]>

P 4 = μ l μ l + λ l - - - ( 3 ) ]]>

其中，λr和μr为元件从正常状态转到暴雨状态的故障率和修复率，λl和μl为元件从正常状态转到雷电状态的故障率和修复率，λf和μf为元件从正常状态转到山火状态的故障率和修\t复率；

考虑II类自然灾害的元件损坏概率用U表示，有：

U = 1 - P 2 × P 3 × P 4 = A + C A + B + C - - - ( 4 ) ]]>

其中，中间量A＝λfμrμl+μfλrμl+μfμrλl，中间量B＝μfμrμl，中间量C＝λfμrλl+μfλrλl+λfμrλl+λfλrλl。

5.根据权利要求1所述的考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法，其特征在于：所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2-1：读入电力系统的潮流数据和地理接线图；

步骤2-2：选取电压等级和线路范围，组合所需阶数的故障，形成初步故障集合；

步骤2-3：从初步故障集合中任选故障i，断开故障i中的线路，故障i的权重指标PIi表示为：

PI i = Σ j = 1 L w s j ( S j S j max ) 2 m j - - - ( 5 ) ]]>

其中，wsj表示线路j的权重因子，Sj表示线路j的视在功率，表示线路j的视在功率极限值，mj表示线路j的整数指数，j＝1,2,…,L，L表示线路总数；

故障i的风险指标RIi表示为：

RI i = Σ j = 1 L P ( X i ) · w s j ( S j S j max ) 2 m j - - - ( 6 ) ]]>

其中，P(Xi)表示故障i的发生概率；

步骤2-4：计算初步故障集合中所有故障的权重指标和风险指标；

步骤2-5：将初步故障集合划分为固定故障集合和可变故障集合；

固定故障集合包括单回线三相永久性故障、同杆并架双回线三永故障、母线故障、直流输电线路单极故障、直流输电线路双极故障和变压器故障；

将可变故障集合中故障的风险指标按照从大到小的顺序进行排序，并根据相似度和关联度将故障进行归类。

6.根据权利要求1所述的考虑自然灾害的电力系统暂态风险评估方法，其特征在于：所述步骤3中，电力系统的失稳概率越小，表明电力系统失稳风险越小；电力系统的失稳概率用P^s表示，有：

P s = P d I × P d I S ( X ) + P N d × P N d S ( X ) - - - ( 7 ) ]]>

其中，PNd表示日常运行情况下电力系统的发生概率，PdI表示II类自然灾害情况下电力系统的发生概率，表示日常运行情况下电力系统的状态概率，表示表示II类自然灾害情况下电力系统的状态概率，且有：

P N d S ( X ) = Σ m = 1 M Π k = 1 K P ( X k m ) × F m - - - ( 8 ) ]]>

P d I S ( X ) = Σ n = 1 N Π k = 1 K P ( X k n ) × F n - - - ( 9 ) ]]>

其中，M为日常运行情况下的故障总数，m＝1,2,…,M；N为II类自然灾害情况下的故障总数，n＝1,2,…,N；Fm表示日常运行情况下第m个故障对应的电力系统测试函数，电力系统失稳时，Fm＝1，电力系统稳定时，Fm＝0；Fn表示II类自然灾害情况下第n个故障对应的电力系统测试函数，电力系统失稳时，Fn＝1，电力系统稳定时，Fn＝0；P(Xkm)为日常运行情况下元件k在第m个故障下的概率，P(Xkn)为II类自然灾害情况下元件k在第n个故障下的概率，且有：

其中，μkm和λkm分别表示日常运行情况下元件k在第m个故障下的修复率和故障率，μkn和λkn分别表示II类自然灾害情况下元件k在第n个故障下的修复率和故障率；

电力系统的期望缺供电量越小，表明电力系统失负荷风险越小；电力系统的期望缺供电量用EENS表示，有：

E E N S = EENS D + EENS N D = P d I × Σ n = 1 N Π k = 1 K P ( X k n ) × C ( X n ) × T n + P N d × Σ m = 1 M Π k = 1 K P ( X k m ) × C ( X m ) × T m - - - ( 12 ) ]]>

其中，EENSD表示II类自然灾害情况下电力系统的期望缺供电量，EENSND表示日常运\t行情况下电力系统的期望缺供电量；C(Xm)为日常运行情况下第m个故障对应的电力系统切负荷量，Tm为日常运行情况下第m个故障对应的电力系统状态持续时间；C(Xn)为II类自然灾害情况下第n个故障对应的电力系统切负荷量，Tn为II类自然灾害情况下第n个故障对应的电力系统状态持续时间。