电力系统静态安全性的风险评估方法研究

电力工业是国民经济的基础,电力系统的安全稳定运行是经济发展、社会进步以及国家安全的重要前提保证。现代社会的不断发展,促使用电需求急速增长,电力系统的规模日益扩大,呈现出大电网互联的趋势,在给电力系统带来巨大的经济效益的同时,也产生了一系列的安全性和稳定性问题。建立一套实时有效的在线安全评估预警体系与预防控制决策支持体系,对于系统的安全稳定运行具有重要的意义。 本文对电力系统静态安全分析进行深入探讨,采用基于风险理论的风险评估方法,既能够考虑系统的不确定性因素,又能将事故发生的概率和后果相结合。通过建立电网元件的概率模型,计及电网中不确定因素(包括发电机出力的不确定性、系统负荷的不确定性以及电气设备故障等)的影响,应用随机潮流和半不变量法分析系统运行的不确定性以及造成的线路潮流的不确定性;建立系统线路过载和电压安全的风险评估指标,定量地分析系统的静态安全风险,使调度人员充分的了解系统的运行状态,明晰系统中的关键环节,并以电网风险最小化为目标,通过遗传算法提供合理的风险预防控制策略,提高电力系统运行的安全性。 本文采用两种基于半不变量的随机潮流方法,一种是以半不变量为基础的Gram-Charlier级数展开法,另一种是本文提出的结合半不变量和改进的Von Mises方法,并对两种方法计算结果进行分析比较。为了能够更准确地反映电网实时运行安全状况,本文以受时域和地域不均匀分布影响的系统当前运行状态为基础,构造预想事故集,将全概率理论与半不变量法随机潮流相结合,提出了一种考虑电网静态安全风险的随机潮流算法,对RTS96节点系统的测试结果表明,该方法能有效反映系统的运行风险。同时,针对新能源接入电网所带来的功率随机性和间歇性波动对电网运行安全的影响,本文建立风力发电机的稳态概率模型,分析风机接入后对电网运行特性的影响,并探讨风力发电机并网和运行的技术要求。