四川电网可靠性评估的蒙特卡洛仿真

大电网概率风险评估为电网可靠性性能分析及其薄弱环节识别提供了量化分析的技术手段。随着电网日益向超高压、远距离、大容量和互联方向发展,现代电网已经称为一个高度复杂的动态系统,元件随机故障导致大面积停电的风险也日益增加;而且随着电力市场的推进,市场运作的随机性使得电网运行方式变化频繁。这些随机因素从本质上反映了电网运行的不确定性,而为保持足够的可靠性裕度,现有的确定性分析工具使得调度运行人员难以量化电网的真实风险,并由此面临日益增大的压力。而电网概率风险评估理论和技术则从概率本质深刻揭示了电网规避风险的能力,可为电网规划、设计和运行提供重要的参考信息。 大电网可靠性评估方法可分为解析法和模拟法,其中模拟法由于方法的灵活性和实用性已日益得到重视和应用。模拟法按随机抽样方法的不同而分为非序贯蒙特卡洛仿真(状态抽样)、序贯仿真(状态持续时间抽样)和状态转移抽样。本文详细介绍了三种蒙特卡洛仿真方法的基本原理,分析了它们的优缺点,并对它们的收敛性能进行了研究,分析了计算精度和样本容量之间的概率不确定性关系。同时,基于序贯蒙特卡洛仿真得到的年可靠性指标样本和非参数核密度估计技术,论文实现了可靠性指标的概率密度估计,探索了从可靠性指标内在分布规律和结构特征出发深刻揭示电网风险特性的新思路。通过对RBTS、IEEE-RTS79和IEEE-RTS96可靠性测试系统的评估分析,验证了所提方法的正确性和有效性。 依据四川省电力公司提供的网络拓扑和元件可靠性其电气参数,本文在上述研究基础上采用三种蒙特卡洛仿真法对四川500kV电网进行了可靠性评估计算。计算时考虑了四种基本运行方式,即丰大、丰小、枯大和枯小方式,并进行了不同运行方式的可靠性性能对比分析;同时基于可靠性指标的灵敏度分析辨识了系统的薄弱环节,分析了影响可靠性的主要因素并提出了有针对性的建议;另外,基于核密度估计技术得到了可靠性指标的概率密度分布,对四种基本运行方式下可靠性指标的概率密度分布进行了比较,实现了对电网风险更深入和完整的认知。