一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统及其自动化领域，具体涉及一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法。
【背景技术】
[0002]电力系统的安全运行事关国计民生，需从规划、运行等各方面采取有效措施，保障系统安全稳定地运行。近几年来，国际上大停电事故频发，引起了国内工业界和学术界的高度关注。尤其是在2003年美加发生的“814”大停电事故，影响范围广，经济损失惨重。继“814”大停电事故，意大利、伦敦、莫斯科、东京、巴基斯坦等国家和地区相继发生了一系列大停电事故，这不断给电力工作者敲响警钟。
[0003]随着大规模联合电力系统的出现，系统的结构和运行方式越来越复杂多变，特别是远距离大功率输电线路和系统间弱联系的出现，增加了发生系统性事故和导致大面积停电的几率。根据以往的经验表明，差不多每一次系统性事故都与电力系统的稳定性破坏有关，所以对电力系统进行安全分析就成为了保障电力系统安全运行的主要途径之一。同时，由于电力负荷始终是变动的，加上系统故障的不可预见性，电力系统有多种运行状态:正常运行状态、警戒状态、紧急状态、崩溃状态以及恢复状态。电力系统运行状态的转换直接关系到系统安全性能分析及调度操作策略，长期以来对于运行状态的转换只能进行定性分析，电力系统的安全状态如果能够定量分析并在系统状态转移之前分析其状态转移的可能性以及对系统造成的危害程度，并采取适当预防控制措施降低风险，则对电力系统的安全稳定有着重要的意义，也可为电力系统各种预防式决策提供支持。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法。本发明通过以下技术方案实现:
[0005]一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法，包括步骤:
[0006]S1、判断配电网络中在故障情况下的各母线电压是否合理，当母线电压幅值超过
1.0pu时，严重程度值为O ;当母线电压幅值小于0.95pu时，严重程度值为I ;当母线电压幅值大于0.95pu且小于1.0pu时，严重程度值与母线电压幅值呈现线性关系，能够量化低电压对电压质量的危害程度；
[0007]S2、判断配电网络中在故障情况下的各线路潮流是否越限，当有功潮流百分比小于0.9时，严重程度值为O ;当有功潮流百分比大于1.0时，严重程度值为I ;当有功潮流百分比大于0.9且小于1.0时，严重程度值与有功潮流百分比呈现线性关系，量化了过负荷的危害程度；
[0008]S3、判断配电网络中在故障情况的系统负载能力是否越限，当系统稳定裕度超过0.1时，可以认为系统处于安全状态，严重程度值为O ;当系统稳定裕度处于O和I之间时，严重程度值与系统稳定裕度的值呈现线性关系；而当系统稳定裕度小于O时，可以认为，这时候系统的电压处于极度不稳定状态，接近崩溃，严重程度值为I。
[0009]S4、通过计算出上述三种指标并归一化后可以得到三种指标的安全区间，综合比较三种指标值与安全边界的大小即可定量分析系统的运行状态。
[0010]较佳的，单位时间为为短期负荷预测每隔一小时预测一天的负荷状态时间点。
[0011]本发明从电力系统风险的三个角度指标来进行风险评估及安全预警，所用方法更加方便、精确。
【附图说明】
[0012]图1所示的是智能配电网络中的在线风险评估及安全预警过程中的状态变化的示意图。
[0013]图2所示的是母线电压幅值与电力系统运行状态严重程度值的关系曲线。
[0014]图3所示的是线路有功潮流百分比与电力系统运行状态严重程度值的关系曲线。
[0015]图4所示的是系统的稳定裕度百分比与电力系统运行状态严重程度值的关系曲线。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0017]为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
[0018]本发明提供的一种多电源、多分段、多联络配电网故障恢复效果评价方法，包括:
[0019]I)系统运行状态定义
[0020]如图1所示，由于电力负荷始终是变动的，加上系统故障的不可预见性，电力系统有多种运行状态:正常运行状态、警戒状态、紧急状态、崩溃状态以及恢复状态。正常运行状态是指电力系统在承受合理的预想事故集的扰动后，同时满足功率平衡约束条件(等式约束条件)和运行约束条件(不等式约束条件)，并且具有适当的安全储备。运行在正常状态下的电力系统，在承受规定预想事故集的扰动过程中，只要有一个预想事故使系统不满足不等式约束条件，就称该系统处于警戒状态。当系统运行在不满足不等式约束条件的状态下时，系统即处于紧急状态。在紧急状态下，系统违反不等式运行条件，但等式运行条件满足，系统仍然保持其稳定性。当系统已经处于紧急状态下，如果来不及采取有效的措施，则有可能使系统运行状态继续恶化，导致整个系统的瓦解或崩溃。
[0021]2)低电压风险指标
[0022]图2中的横坐标为母线电压幅值，纵坐标表示严重程度值。本文只考虑低电压的危害程度。当母线电压幅值超过1.0pu时，严重程度值为O ;当母线电压幅值小于0.95pu时，严重程度值为I ;当母线电压幅值大于0.95pu且小于1.0pu时，严重程度值与母线电压幅值呈现线性关系，能够量化低电压对电压质量的危害程度。
[0023]3)过负荷风险指标
[0024]图3中的横坐标为线路的有功潮流百分比，纵坐标表示严重程度值。正常情况下，只要超过I即表示线路的有功潮流越限，本文则保守地认为，当大于0.9且小于1.0时即有越限危险，严重程度值与有功潮流呈现线性关系，量化了过负荷的危害程度；当有功潮流小于0.9时，严重程度值为O ;当有功潮流大于1.0时，严重程度值为I。
[0025]4)系统电压失稳风险指标
[0026]图4中的横坐标为系统的稳定裕度百分比，纵坐标表示严重程度值。当超过0.1时，可以认为系统处于安全状态，严重程度值为O ;当处于O和I之间时，严重程度值与稳定裕度百分比呈现线性关系；而当小于O时，可以认为，这时候系统的电压处于极度不稳定状态，接近崩溃，严重程度值为I。
[0027]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、判断配电网络中在故障情况下的各母线电压是否合理，当母线电压幅值超过1.0pu时，严重程度值为O ;当母线电压幅值小于0.95pu时，严重程度值为I ;当母线电压幅值大于0.95pu且小于1.0pu时，严重程度值与母线电压幅值呈现线性关系，能够量化低电压对电压质量的危害程度； 52、判断配电网络中在故障情况下的各线路潮流是否越限，当有功潮流百分比小于0.9时，严重程度值为O ;当有功潮流百分比大于1.0时，严重程度值为I ;当有功潮流百分比大于0.9且小于1.0时，严重程度值与有功潮流百分比呈现线性关系，量化了过负荷的危害程度； 53、判断配电网络中在故障情况的系统负载能力是否越限，当系统稳定裕度超过0.1时，可以认为系统处于安全状态，严重程度值为O ;当系统稳定裕度处于O和I之间时，严重程度值与系统稳定裕度的值呈现线性关系；而当系统稳定裕度小于O时，可以认为，这时候系统的电压处于极度不稳定状态，接近崩溃，严重程度值为I ; 54、通过计算出上述三种指标并归一化后可以得到三种指标的安全区间，综合比较三种指标值与安全边界的大小即可定量分析系统的运行状态。2.根据权利要求1所述的一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法，其特征在于，所述单位时间为每隔一小时预测一天负荷状态的短期负荷预测时间点。
【专利摘要】本发明为一种智能配电网在线风险评估及安全预警的方法，提供了一种电力系统运行状态的定量风险分析的安全预警评估指标方法，对状态变化的风险做出预警，也可对电力系统的低电压预防，过负荷预防，对系统电压失稳预防的决策提供支持。通过计算母线电压幅值、有功潮流百分比和稳定裕度并归一化后得到三种指标的安全区间，综合比较三种指标值与安全边界的大小即可定量分析系统的运行状态。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/06, H02J3/00
【公开号】CN105162117
【申请号】CN201510579368
【发明人】刘 东, 翁嘉明, 刘健, 赵树仁, 张志华
【申请人】上海交通大学, 国网陕西省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月11日