一种考虑不确定性影响的电力系统故障分析方法

摘要

本发明公开了一种考虑不确定性影响的电力系统故障分析方法，用于对各线路开断故障引起系统过负荷的可能性进行静态分析，属于电力系统分析与调度技术领域。本发明针对现有电力系统静态安全分析技术中所采用的故障行为指标无法适用于存在负荷波动和间歇性能源出力等不确定性因素的情况，提出了一种全新的故障行为指标，该指标将电网运行时不确定因素对支路功率的影响和支路的负载率结合起来，从而可有效地表征电网运行存在不确定因素情况下的线路开断故障引起系统过负荷的可能性，并基于该指标进行进一步地系统安全性分析、调度。

主权项

一种考虑不确定性影响的电力系统故障分析方法，用于对各线路开断故障引起系统过负荷的可能性进行静态分析，其特征在于，用故障行为指标PI_k来表征所述电力系统中的第k条支路出现开断故障引起系统过负荷的可能性，故障行为指标值越大，引起系统过负荷的可能性越大，故障行为指标按照下式得到：${\mathrm{PI}}_k=\frac{1}{w}\underset{l=1}{\overset{m}{\Sigma }}\left|\frac{{\bar{P}}_{kl}}{P_{lmax}}\right|F\left(\right|P_{kl}|>P_{lmax})$式中，表示所述第k条支路断开后，所述电力系统中负载率大于w的m条其它支路中的第l条支路的有功功率期望值；P_lmax表示所述第l条支路的传输容量；F(|P_kl|＞P_lmax)表示所述第l条支路的越线概率；w为预设的负载率阈值，其取值范围为[0.5,1]；所述F(|P_kl|＞P_lmax)按照以下方法得到：步骤1、用普通直流潮流计算方法算出所述电力系统在正常运行情况下的潮流分布，得到当前运行点上的节点阻抗矩阵X、关联矩阵A、支路功率与节点电压相角的关系矩阵T、支路功率与节点注入功率的关系矩阵H；步骤2、根据发电机组出力和负荷功率的期望值和方差，求出节点注入有功功率随机变量的一阶半不变量P⁽¹⁾和二阶半不变量P⁽²⁾：设节点i的发电机注入有功功率的期望值和方差分别为u₁和负荷注入有功功率的期望值和方差分别为u₂和则节点i的注入有功功率的一阶和二阶半不变量分别为P_i⁽¹⁾＝u₁+u₂，步骤3、利用基于补偿法的支路开断模拟方法获取所述第k条支路断开后，其他支路有功功率与节点注入有功功率的关系矩阵H'；然后由其中P为节点注入有功功率期望值，得到所述第k条支路断开后，所述电力系统中其他支路的有功功率期望值矩阵选出其中负载率大于w的支路，从H'提取出负载率大于w的m条支路的有功功率与节点注入有功功率的关系矩阵，组成新的关系矩阵H_k；步骤4、由节点注入有功功率的一阶半不变量和二阶半不变量，根据公式v＝1,2求出第k条支路开断后，其他支路中负载率大于w的m条支路的有功功率P_k的一阶半不变量和二阶半不变量进而得到负载率大于w的m条支路的有功功率P_k的期望值和方差，其中l＝1,2,…,m；步骤5、根据所得到的支路功率P_kl的期望值和方差，l＝1,2,…,m，求出其概率密度函数从而可得其越线概率：$F\left(\right|P_{kl}|>P_{lmax})=1-\frac{1}{{\sigma }_{kl}\sqrt{2\pi }}{\int }_{-P_{lmax}}^{P_{l\max }}{e}^{-\frac{{(P_{kl}-{\bar{P}}_{kl})}^2}{2{\sigma }_{kl}^2}}{\mathrm{dP}}_{kl}.$