一种全电压序列一体化电网的可靠性与风险评估方法技术

本发明专利技术公开了全电压序列一体化电网的可靠性与风险评估方法，属于电力系统可靠性分析技术领域。本发明专利技术基于电网实时数据计算，借助在线安全稳定分析计算分析的优势，具有计算结果可靠，计算速度快的优点，可以有效降低采用传统抽样算法进行随机模拟带来的数据量大，计算耗时长的问题；通过输、配电网可靠性评估系统的信息交互，可对全电压序列电网进行一体化评估，能够显著提高电网评估的准确性，避免因不同电压等级电网孤立造成的评估结果不准确和评估工作重复化的缺点；计及发电/负荷削减代价对电网实时运行进行风险评估和防控决策，能够解决电网实时运行可靠性与经济性的平衡问题。本发明专利技术将大力推动大电网在可靠性评估与管理技术的工程应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统可靠性分析
，具体地说本专利技术涉及一种电网运行可靠性的评估与管理方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，电网的规模越来越大，其结构也日益复杂，而且系统不断向超高压、远距离和大容量方向发展。近年来，我国已经初步形成特高压交直流、多直流混联格局，未来特高压交直流、多直流远距离、大容量输电格局将进一步增强，电网交直流多直流间的交互影响、各级电网之间的交互影响更加凸显。电力系统可靠性评估贯穿于电力系统的规划、设计、运行的全过程中，而由于电力系统设备多，规模庞大，目前可靠性研究主要以4条主线展开，分别是：发电系统可靠性、发输电系统可靠性、配电系统可靠性以及电气主接线系统可靠性，其中对发输电系统可靠性和配电系统可靠性的研究最为深入。就目前研究成果看，鉴于电力系统的范围大，研究时根据不同环节，围绕主要问题展开工作，却人为地割裂了输电系统可靠性和配电系统可靠性的联系，对两者之间的相互影响考虑较少。从系统可靠性的定义可知，电网系统可靠性有其自身的复杂性和多面性，是众多影响因素共同作用的结果，最终反映在可靠性指标上。传统输电网可靠性评估假设其负荷无法调整，即忽略负荷转移的影响。传统配电网可靠性评估隐式假设其电源绝对可靠，即忽略上级输电网可靠性对配网可靠性的影响。而事实情况是输电网与配电网间的可靠性联系紧密且不可分割。现有电网可靠性管理系统已难以适应特高压交直流互联电网安全稳定运行的要求，迫切需要开展新一代全电压序列一体化电网可靠性与风险评估。目前已有方法提出通过确定不同电压等级电网的边界传输节点及边界传输节点的容量模型，在配电网可靠性分析中计及上级输电网及其边界传输节点的容量模型，实现计及输电网影响的配网可靠性评估，但其未考虑配网模型及估值对主网可靠性指标的影响；在电网风险评估方面，有方法提出基于599号令的电网分区可靠性评估方法，通过对事故信息分区域统计，并通过失负荷比例及停电用户比例两个标准，对事故事件进行分类，进行电网事故风险指标计算。但其仅从负荷量损失方面进行评估，并未计及电网的运行和控制代价，无法解决电网实时运行可靠性与经济性的平衡问题。
技术实现思路
本专利技术目的是：为了解决现有技术中全电压序列一体化电网可靠性与风险评估问题，提供一种全电压序列一体化电网的可靠性与风险评估方法，能实现对电力系统全电压序列等级电网的可靠性与风险评估，以提高电力系统可靠性水平。本专利技术方法基于10kV低电压等级配网到特高压1000kV输电网的全模型数据，对发、输、配电网进行统一计算和评估，考虑不同电压等级电网之间的相互影响，能够合理评估电网的运行状态。计及不同发电/负荷类型的运行经济代价和控制代价，解决电网实时运行可靠性与经济性的平衡问题。并从充裕度和安全性，从长期运行可靠性指标和实时运行风险指标等多方面统筹考虑，全面衡量电网的可靠性和风险指标。此外还借助于在线安全稳定分析系统的优势，通过评估电网实际运行数据，依托并行计算平台强大的计算能力，相对于传统可靠性评估方法，具有数据源准确、实时性好，能够考虑全电压序列等级电网的可靠性与风险评估，结果更贴近实际电网运行情况的优点。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：1)针对多时间尺度的输电网运行信息、外部环境信息和设备参数，进行全网数据整合，生成电网在线评估实时运行方式数据；2)根据设备运行状态信息及外部因素引发电力设备故障的概率模型，结合设备可靠性历史数据、气象信息、外部灾害信息和厂站、设备的关联结果，以及电力设备的设计及运行参数，评估设备的实时故障概率、故障原因、故障位置以及故障时刻，然后根据电网实时运行工况及外部因素导致设备的故障概率及设备地理信息，生成预想设备故障集；3)基于在线安全稳定分析技术，进行电网安全稳定实时分析，包括静态安全分析和暂态/动态安全分析，并在评估结果不安全的情况下，根据故障形式和规模，启动电网相应的三道防线策略计算；4)统计三道防线动作后各故障造成的发电/负荷削减量，并进行实时可靠性评估，同时输电网与配网进行可靠性评估系统的信息交互；5)根据当前电网的实时可靠性指标和历史可靠性指标，进行长期运行可靠性指标的统计分析，并在可靠性指标不满足要求时，通过可靠性指标的灵敏度分析，找出导致可靠性指标降低的关键点，依据电网运行提出保证电网长期运行的决策信息，所述决策信息包括合理规划调整建议及运行检修建议，经控制后评估环节校验确实可操作性后，输出调整决策建议；根据精确统计后的实际发电/负荷削减量信息和发电/负荷调整控制经济代价，进行电网运行安全风险评估，并在电网风险指标不满足要求时，进行风险防控决策计算，经控制后评估环节校验具备可操作性后，输出风险防控决策建议；在电网风险指标能够满足要求时，进行电网运行风险输电极限计算，得到电网可承受的运行风险最大输送功率。上述技术方案进一步特征在于，所述步骤1)中的多时间尺度的输电网运行信息，通过与外部系统进行信息交互获取，所述外部系统主要包括EMS系统、新能源监视系统、计划/检修系统、参数管理系统、可靠性信息管理系统、气象信息和外部灾害系统、电力管理信息系统系统以及调度、运检部门管理系统，其中：从EMS系统获取电网模型参数及电网运行数据，所述电网模型参数包括发电机、交流线路、变压器、直流系统设备及其参数，所述电网运行数据包括状态估计输出的结果；从新能源监视系统获取新能源发电功率实测数据以及短期/超短期预测信息；从计划/检修系统获取电网计划检修数据和负荷预测信息，所述电网计划检修数据包括发电计划、联络线计划和检修计划；从参数管理系统获取设备限值、二/三道防线离线策略、断面组成信息及限值以及设备可靠性参数；从可靠性信息管理系统获取电力设备可靠性参数以及历史可靠性指标；从气象信息和外部灾害系统获取预告的天气和自然灾害信息；从电力管理信息系统获取电力设备的运行情况、保养维护计划、潜在风险因素以及电网地理信息。上述技术方案进一步特征在于，所述步骤4)中输电网与配网进行可靠性评估系统的信息交互的内容包括：输电网传递给配网可靠性评估系统信息包括输配网之间传输能力、各负荷点可靠性指标，所述负荷点可靠性指标包括负荷削减概率和负荷削减持续时间；配网提供给输电网可靠性评估系统的信息包括输电网设备故障下配网实际的负荷削减量、不同类型负荷的经济代价以及计及输电网可靠性的配网可靠性指标，输电网在此基础上进行实时负荷削减量的统计分析，针对输电网故障下配网实际负荷削减量与输电网计算得到的负荷削减量相差较大的情况，输电网再次进行实时可靠性指标的计算和修正；输电网实时可靠性指标包括充裕度可靠性指标和安全性可靠性指标，充裕度可靠性指标包括切负荷概率、切负荷频率、切负荷持续时间、电力不足期望和电量不足期望值；安全性可靠性指标包括失稳概率、失稳频率、平均稳定运行时间以及停电负荷量/机组出力期望值。上述技术方案进一步特征在于，所述步骤5)中电网运行安全风险评估通过以下形式表示：R＝{＜si,pi,xi＞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全电压序列一体化电网的可靠性与风险评估方法，包括以下步骤：1)针对多时间尺度的输电网运行信息、外部环境信息和设备参数，进行全网数据整合，生成电网在线评估实时运行方式数据；2)根据设备运行状态信息及外部因素引发电力设备故障的概率模型，结合设备可靠性历史数据、气象信息、外部灾害信息和厂站、设备的关联结果，以及电力设备的设计及运行参数，评估设备的实时故障概率、故障原因、故障位置以及故障时刻，然后根据电网实时运行工况及外部因素导致设备的故障概率及设备地理信息，生成预想设备故障集；3)基于在线安全稳定分析技术，进行电网安全稳定实时分析，包括静态安全分析和暂态/动态安全分析，并在评估结果不安全的情况下，根据故障形式和规模，启动电网相应的三道防线策略计算；4)统计三道防线动作后各故障造成的发电/负荷削减量，并进行实时可靠性评估，同时输电网与配网进行可靠性评估系统的信息交互；5)根据当前电网的实时可靠性指标和历史可靠性指标，进行长期运行可靠性指标的统计分析，并在可靠性指标不满足要求时，通过可靠性指标的灵敏度分析，找出导致可靠性指标降低的关键点，依据电网运行提出保证电网长期运行的决策信息，所述决策信息包括合理规划调整建议及运行检修建议，经控制后评估环节校验确实可操作性后，输出调整决策建议；根据精确统计后的实际发电/负荷削减量信息和发电/负荷调整控制经济代价，进行电网运行安全风险评估，并在电网风险指标不满足要求时，进行风险防控决策计算，经控制后评估环节校验具备可操作性后，输出风险防控决策建议；在电网风险指标能够满足要求时，进行电网运行风险输电极限计算，得到电网可承受的运行风险最大输送功率。...

【技术特征摘要】
1.一种全电压序列一体化电网的可靠性与风险评估方法，包括以下步骤：1)针对多时间尺度的输电网运行信息、外部环境信息和设备参数，进行全网数据整合，生成电网在线评估实时运行方式数据；2)根据设备运行状态信息及外部因素引发电力设备故障的概率模型，结合设备可靠性历史数据、气象信息、外部灾害信息和厂站、设备的关联结果，以及电力设备的设计及运行参数，评估设备的实时故障概率、故障原因、故障位置以及故障时刻，然后根据电网实时运行工况及外部因素导致设备的故障概率及设备地理信息，生成预想设备故障集；3)基于在线安全稳定分析技术，进行电网安全稳定实时分析，包括静态安全分析和暂态/动态安全分析，并在评估结果不安全的情况下，根据故障形式和规模，启动电网相应的三道防线策略计算；4)统计三道防线动作后各故障造成的发电/负荷削减量，并进行实时可靠性评估，同时输电网与配网进行可靠性评估系统的信息交互；5)根据当前电网的实时可靠性指标和历史可靠性指标，进行长期运行可靠性指标的统计分析，并在可靠性指标不满足要求时，通过可靠性指标的灵敏度分析，找出导致可靠性指标降低的关键点，依据电网运行提出保证电网长期运行的决策信息，所述决策信息包括合理规划调整建议及运行检修建议，经控制后评估环节校验确实可操作性后，输出调整决策建议；根据精确统计后的实际发电/负荷削减量信息和发电/负荷调整控制经济代价，进行电网运行安全风险评估，并在电网风险指标不满足要求时，进行风险防控决策计算，经控制后评估环节校验具备可操作性后，输出风险防控决策建议；在电网风险指标能够满足要求时，进行电网运行风险输电极限计算，得到电网可承受的运行风险最大输送功率。2.根据权利要求1所述的全电压序列一体化电网的可靠性与风险评估方法，其特征在于，所述步骤1)中的多时间尺度的输电网运行信息，通过与外部系统进行信息交互获取，所述外部系统主要包括EMS系统、新能源监视系统、计划/检修系统、参数管理系统、可靠性信息管理系统、气象信息和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒，黄霆，刘韶峰，李碧君，刘强，徐泰山，黄道姗，苏清梅，赵红明，黄晓红，王丽，贾爱飞，魏旭锋，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，国电南瑞科技股份有限公司，南京南瑞集团公司，国网福建省电力有限公司，国家电网公司，国网山西省电力公司长治供电公司，
类型：发明
国别省市：福建;35