电力系统运行的均匀性评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统评价方法，具体涉及一种电力系统运行的均匀性评价方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国国家电网公司提出建设具有"坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开 放、友好互动"等特点的坚强智能电网的战略目标。但是，伴随我国经济的快速发展以及电 力需求的不断增长，电网的建设与电源及负荷的分布与发展往往不甚匹配，这种不匹配容 易导致电力系统的不均匀性（Heterogeneity)，而这种不均匀性又会给电力系统的经济运 行，乃至安全稳定运行带来不利影响，主要体现在以下几个方面：
[0003] 1.由于地缘因素，我国现有电网的拓扑结构具有很强的不均匀性。部分地区高密 度输电，导致设备加速老化，故障率升高，可靠性降低；另一方面，另有一部分线路长期低载 运行，导致电力系统的整体运行效率降低。
[0004] 2.近年来，大电网停电事故频发，研宄表明，大电网停电事故几乎都是由系统连锁 故障引起的。连锁故障的发生，表明系统运行的均匀性较差，存在较为显著的薄弱环节。
[0005] 3.新型电源（如风力发电、光伏发电等）和负荷（如电动汽车、储能设备等）的推 广普及，给电力系统带来诸多不确定性因素，要求电力系统具备比以往更完善的、均衡应对 全网范围内不确定因素的能力。
[0006] 针对以上问题，山东大学的韩学山、张强和常康等人曾提出将均匀性评价作为电 网输电能力综合评价系统的一项组成部分，从而提高系统发生意外扰动时网络响应的能 力。但是，对电力系统运行均匀性的评价对象仅仅是输电线路的负载率，并且定义的以线路 负载率平方和形式表示的均匀性评价指标也较为简单，较难反映电网中个别重载线路对系 统安全可靠运行的影响。
[0007] 此外，俄罗斯西伯利亚能源研宄所电力系统研宄室利用系统结构、光谱和奇异方 法研制了分析电力系统不均匀性的数学模型，并开发了相应的软件系统，主要用于电网规 划和辅助电网调度运行，增强了电网规划和调度运行人员主动掌握、控制电网稳定运行的 能力。但是，未查到公开发表的与该软件系统相关的文献资料。
【发明内容】
[0008] 本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种能够有效比较全面的衡 量电力系统应对各类不确定因素的能力的电力系统运行均匀性的多维评价方法，从控制参 数的调度层面以及状态参数的分布层面综合衡量电力系统运行的均匀程度，并得到直观的 衡量指标。
[0009] 本发明提供了一种电力系统运行均匀性的多维评价方法，用于从多个维度对电力 系统的运行均匀性进行评价，从而更好的更全面的反应电力系统对各类不确定因素的应对 能力，其特征在于，包括以下步骤：根据电力系统的特点确定实际约束边界；对控制参数均 匀度进行评价，首先，将电力系统的供电区域进行划分得到多个有电区域，并基于预定规则 得到每个有电区域的有功备用率，根据有功备用率计算得到用于评价有功供电能力均匀程 度的有功供电能力均匀性评价参数，然后，将电力系统无功功率区域进行划分得到多个无 功区域，并基于预定规则得到每个无功区域的无功备用率，根据无功备用率计算得到用于 评价无功功率均匀程度的无功功率均匀性评价参数；对状态参数均匀度进行评价，首先，对 输电线路（或变压器）负载率均匀性进行评价，第一步，基于预定规则得到电力系统所有输 电线路（或变压器）的负载率，根据负载率计算得到用于评价输电线路（或变压器）的负 载率的状态均匀程度的状态均匀性评价参数，第二步，根据输电线路（或变压器）的负载率 的状态均匀度评价参数基于预定规则得到用于评价输电线路（或变压器）的负载率属性均 匀程度的属性均匀性评价参数；然后，对节点电压幅值均匀性进行评价，第一步，基于预定 规则得到电力系统所有节点电压幅值，根据节点电压幅值计算得到用于评价节点电压幅值 的状态均匀程度的状态均匀性评价参数，第二步，根据节点电压幅值的状态均匀度评价参 数基于预定规则得到用于评价节点电压幅值的属性均匀程度的属性均匀性评价参数；根据 多个评价参数到所述实际约束边界的距离判断所述电力系统运行均匀程度。
[0010] 在本发明所提供的电力系统运行的均匀性评价方法，还具有这样的特征：其中，控 制参数包含：电力系统所有投运发电机组的有功出力、无功出力以及无功补偿容量。
[0011] 在本发明所提供的电力系统运行的均匀性评价方法，还具有这样的特征：其中，有 功供电能力均匀程度评价参数为有功备用率的标准差和极差，有功备用率是各个有电区域 的所有发电机组有功备用容量之和与发电容量之和之间的比值。
[0012] 在本发明所提供的电力系统运行的均匀性评价方法，还具有这样的特征：其中，无 功供电能力均匀程度评价指标为无功备用率的标准差和极差，无功备用率是各个无功区域 的所有无功备用容量之和与无功容量之和之间的比值。
[0013] 在本发明所提供的电力系统运行的均匀性评价方法，还具有这样的特征：其中，输 电线路（或变压器）的负载率均匀程度的状态均匀程度评价参数为电力系统中所有输电线 路（或变压器）的负载率的标准差和极差，输电线路负载率为：
[0014]
【主权项】
1. 一种电力系统运行的均匀性评价方法，用于对电力系统运行的均匀程度进行评价， 其特征在于，包括以下步骤： (1) 根据所述电力系统的特点确定实际约束边界； (2) 对控制参数均匀度进行评价， 首先，将所述电力系统的供电区域进行划分得到多个有电区域，并基于预定规则得到 每个所述有电区域的有功备用率，根据所述有功备用率计算得到用于评价有功供电能力均 匀程度的有功供电能力均匀性评价参数， 然后，将所述电力系统无功功率区域进行划分得到多个无功区域，并基于预定规则得 到每个所述无功区域的无功备用率，根据所述无功备用率计算得到用于评价无功功率均匀 程度的无功功率均匀性评价参数； (3) 对状态参数均匀度进行评价， 首先，对输电线路（或变压器）负载率均匀性进行评价，第一步，基于预定规则得到所 述电力系统所有输电线路（或变压器）的负载率，根据所述负载率计算得到用于评价所述 输电线路（或变压器）的负载率的状态均匀程度的状态均匀性评价参数， 第二步，根据所述输电线路（或变压器）的负载率的状态均匀度评价参数基于预定规 则得到用于评价所述输电线路（或变压器）的负载率属性均匀程度的属性均匀性评价参 数； 然后，对节点电压幅值均匀性进行评价，第一步，基于预定规则得到所述电力系统所有 节点电压幅值，根据所述节点电压幅值计算得到用于评价所述节点电压幅值的状态均匀程 度的状态均匀性评价参数， 第二步，根据所述节点电压幅值的状态均匀度评价参数基于预定规则得到用于评价所 述节点电压幅值的属性均匀程度的属性均匀性评价参数； (4) 根据多个所述评价参数到所述实际约束边界的距离判断所述电力系统运行的均匀 程度。
2. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述控制参数包含：所述电力系统所有投运发电机组的有功出力、无功出力以及 无功补偿容量。
3. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述有功供电能力均匀程度评价参数为有功备用率的标准差和极差，所述有功 备用率是各个有电区域的所有发电机组有功备用容量之和与发电容量之和之间的比值。
4. 根据权利要求1所述的电力系统运行均匀性的评价方法，其特征在于： 其中，所述无功供电能力均匀程度评价参数为无功备用率的标准差和极差，所述无功 备用率是各个所述无功区域的所有无功备用容量之和与无功容量之和之间的比值。
5. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述输电线路（或变压器）的负载率均匀程度的状态均匀程度评价参数为所 述电力系统中所有输电线路（或变压器）的负载率的标准差和极差，所述输电线路负载率 为： LRi =」^ P- 其中，PiS所述输电线路（或变压器）输送的有功功率的实际值，Piimax为输电线路（或 变压器）输送的有功功率的最大允许值。
6. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述输电线路（或变压器）的负载率均匀程度的属性均匀度评价参数为所述电 力系统中所有输电线路（或变压器）的负载率的标准差和极差的最小值。
7. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述节点电压均匀度的状态均匀度评价指标为电网中所有节点电压幅值的标准 差和极差。
8. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述节点电压均匀程度的属性均匀度评价参数为所述电力系统中所有节点电压 幅值的标准差和极差的最小值。
9. 根据权利要求6或8所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，所述电力系统中所有输电线路（或变压器）的负载率的标准差和极差的最小值 和所述节点电压幅值的标准差和极差的最小值采用单目标优化模型求解。
10. 根据权利要求1所述的电力系统运行的均匀性评价方法，其特征在于： 其中，在所述步骤（1)前，首先对所述电力系统进行潮流计算。
【专利摘要】本发明所涉及的电力系统运行的均匀性评价方法，由于从控制参数均匀度和状态参数均匀度两个方面对电力系统均匀性进行评价，其中，控制参数评估对象主要为有功出力、无功出力以及无功补偿容量三个参数，对电力系统的有功供电能力均匀度评价和无功供电能力均匀度评价采用分区评价，状态参数评估对象主要为输电线路(或变压器)的负载率和节点电压幅值，对电力系统的输电线路(或变压器)的负载率和节点电压幅值分别进行状态均匀度评价和属性均匀度评价，基于预定规则得到12个评价参数，根据12个评价参数到实际安全边界的距离即可较全面的有效的衡量电力系统运行的均匀程度。
【IPC分类】G06Q50-06
【公开号】CN104657917
【申请号】CN201510114042
【发明人】孙伟卿
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月16日