一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)多次發(fā)生大規(guī)模停電事故。這些事故大多是由于元件的 切除、過(guò)負(fù)荷等引起潮流轉(zhuǎn)移至系統(tǒng)中脆弱部分，從而導(dǎo)致其他線路過(guò)載跳閘、電壓崩潰， 繼而發(fā)生連鎖故障。電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，如何在系統(tǒng)受到擾動(dòng)后及時(shí)的發(fā) 現(xiàn)這些脆弱部分，也就是辨識(shí)電網(wǎng)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵線路，具有重要的應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。
[0003] 但在以往的確定性評(píng)估方法中，一般只采用有功潮流變化的各種指標(biāo)來(lái)進(jìn)行電網(wǎng) 的脆弱性評(píng)估，而假設(shè)系統(tǒng)的無(wú)功充足，并對(duì)潮流轉(zhuǎn)移后節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況忽略不計(jì)。實(shí) 際上，當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化引起潮流轉(zhuǎn)移時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓的波動(dòng)也不能不考慮。因?yàn)殡妷罕罎?同樣會(huì)引起電網(wǎng)的大面積停電。所以節(jié)點(diǎn)電壓權(quán)重因素也需要引入脆弱性評(píng)估指標(biāo)中。
[0004] 為了更準(zhǔn)確，全面的尋找系統(tǒng)受到擾動(dòng)后的脆弱部分，本發(fā)明建立了基于網(wǎng)絡(luò)脆 弱性綜合因子的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，充分考慮了系統(tǒng)受到擾動(dòng)后電網(wǎng)的潮流轉(zhuǎn)移與節(jié) 點(diǎn)電壓的變化，評(píng)估結(jié)果更加全面可靠，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合 因子的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，充分考慮了系統(tǒng)受到擾動(dòng)后電網(wǎng)的各電氣量特征，能夠更 加準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)的脆弱部分，進(jìn)而采取相應(yīng)措施保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0006] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0007] -種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，包括潮流計(jì)算模塊、有 功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊、線路脆弱性分析模 塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊；
[0008] 其特征在于，所述潮流計(jì)算模塊啟動(dòng)潮流計(jì)算并將結(jié)果輸出至有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析 模塊和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊；有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊分別對(duì)比 擾動(dòng)前后有功、無(wú)功潮流變換和節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算有功風(fēng)險(xiǎn)因子和增量因子、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子和 增量因子，并分別將結(jié)果輸出至網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子分析模塊；網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊綜 合線路對(duì)因子分析計(jì)算網(wǎng)絡(luò)綜合分析因子，并分別將結(jié)果輸出至線路脆弱性分析模塊和系 統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊，線路脆弱性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊再分別根據(jù)網(wǎng)絡(luò)綜合分析因子 對(duì)本線路脆弱性和整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系 統(tǒng)，在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)上做了進(jìn)一步的完善。不僅考慮了潮流轉(zhuǎn)移后輸電線路的傳輸裕度，還 考慮了潮流重新分布對(duì)各支路兩端節(jié)點(diǎn)電壓的影響，評(píng)估結(jié)果更準(zhǔn)確、全面，可靠性高，適 用于確定性分析的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 如圖1所示，一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，包括潮流 計(jì)算模塊、有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊、線路 脆弱性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。所述潮流計(jì)算模塊啟動(dòng)潮流計(jì)算并將結(jié)果輸出至有 功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊；有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分 析模塊分別對(duì)比擾動(dòng)前后有功、無(wú)功潮流變換和節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算有功風(fēng)險(xiǎn)因子和增量因子、 電壓風(fēng)險(xiǎn)因子和增量因子，并分別將結(jié)果輸出至網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子分析模塊；網(wǎng)絡(luò)綜合 因子分析模塊綜合線路對(duì)因子分析計(jì)算網(wǎng)絡(luò)綜合分析因子，并分別將結(jié)果輸出至線路脆弱 性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊，線路脆弱性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊再分別根據(jù)網(wǎng) 絡(luò)綜合分析因子對(duì)本線路脆弱性和整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估。
[0012] 實(shí)施步驟：
[0013] 步驟1 :潮流計(jì)算模塊計(jì)算得到系統(tǒng)受到擾動(dòng)前后各支路的有功潮流Pi/、Py和 無(wú)功潮流％/、Q,，各節(jié)點(diǎn)運(yùn)算負(fù)荷Q,以及擾動(dòng)后各節(jié)點(diǎn)電壓值I、V,和它們之間的電壓 相角。將潮流計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果分別輸出至有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子 分析模塊。
[0014] 步驟2 :有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊利用得到的Pi/ ，以及系統(tǒng)本身的額定有功功
率PN以及輸電線路最大承受潮流Ρ^，分別計(jì)算有功風(fēng)險(xiǎn)因子J,.,和有功增量因子λ ^，其 中|當(dāng)Ρ,Α，視有功風(fēng)險(xiǎn)因子L等于零； 。有功增量因子λ 可 ^
Litn ^ N 以很直觀的反應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)受到擾動(dòng)后轉(zhuǎn)移潮流在各支路的分布情況，能夠初步識(shí)別出因擾動(dòng) 受到影響比較大的部分，λ u值越大，說(shuō)明該線路潮流受系統(tǒng)擾動(dòng)影響越明顯。有功風(fēng)險(xiǎn)因 子直接反應(yīng)擾動(dòng)后輸電線路承載風(fēng)險(xiǎn)，L值越大，說(shuō)明該線路運(yùn)行時(shí)風(fēng)險(xiǎn)越大。進(jìn)一步將 各支路的計(jì)算結(jié)果輸出至網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊。
[0015] 步驟3 :電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊利用得到的V、QlP QP t、V,、δ ^，以及系統(tǒng)本 身的額定電壓VN、極限運(yùn)行電壓Vk、線路阻抗Z, = R,+jX,，分別計(jì)算電壓風(fēng)險(xiǎn)因子和電 壓增量因子Y,，其1
。電壓增量因子可以很 直觀的反應(yīng)當(dāng)電網(wǎng)受到擾動(dòng)后各節(jié)點(diǎn)的電壓變化情況，能夠初步識(shí)別出因擾動(dòng)受到影響比 較大的部分，值越大，說(shuō)明該線路兩端節(jié)點(diǎn)電壓受系統(tǒng)擾動(dòng)影響越明顯。電壓風(fēng)險(xiǎn)因子 直接反應(yīng)擾動(dòng)后輸電線路電壓穩(wěn)定情況，值越大，說(shuō)明該線路運(yùn)行時(shí)風(fēng)險(xiǎn)越大。進(jìn)一步 將各支路的計(jì)算結(jié)果輸出至網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊。
[0016] 步驟4 :網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊提供了一種結(jié)合輸電線路承載能力與節(jié)點(diǎn)電壓的 綜合指標(biāo)來(lái)更加全面的反映電網(wǎng)的承受能力。
[0017] 定義視在分析因吁
，因此，ωι]更加全面的反映了系統(tǒng)的脆弱程 度。最大值應(yīng)為1，越接近1，說(shuō)明當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，相應(yīng)線路越脆弱，越容易出現(xiàn)問(wèn) 題。
[0018] 定義網(wǎng)絡(luò)綜合因子= ai λ u+a；； γ ，其中ai、a2、a3為風(fēng)險(xiǎn)分析權(quán)重系數(shù)， 權(quán)重系數(shù)的確定根據(jù)系統(tǒng)脆弱性評(píng)估的著重點(diǎn)不同可以重新分配，本專(zhuān)利并不限制。本實(shí) 施例根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和關(guān)鍵線路的不同，推薦％、a2、a3分別為0. 3、0. 2、0. 5。
[0019] 步驟5 :網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊將計(jì)算的WlP λ ιρ Y ^結(jié)果分別上傳至線路脆弱 性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊；同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊也通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取電網(wǎng)其他輸電線路的 網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊計(jì)算結(jié)果。線路脆弱性分析模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)綜合因子I,指標(biāo)對(duì)線路 的脆弱性進(jìn)行分級(jí)，根據(jù)設(shè)定的不同指標(biāo)等級(jí)，如堅(jiān)強(qiáng)（抵抗沖擊能力大，< R1)、正常 (基本上達(dá)到額定運(yùn)行狀態(tài)，RKW^ < R2)、輕度告警（超過(guò)額定運(yùn)行狀態(tài)，有功功率和節(jié)點(diǎn) 電壓還沒(méi)有達(dá)到極限運(yùn)行狀態(tài)，1^20^j < R3)、危險(xiǎn)（有功功率或節(jié)點(diǎn)電壓存在達(dá)到極限運(yùn) 行狀態(tài)，< 1. 0);其中R1、R2、R3為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估閾值，根據(jù)系統(tǒng)脆弱性評(píng)估的著重點(diǎn)不同 可以重新分配，本專(zhuān)利并不限制。本實(shí)施例根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和關(guān)鍵線路的不同，推薦R1、 R2、R3分別為0. 3、0. 5、0. 8。系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊將統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)各線路的Wx、λ χ、Υχ，其中X為 各線路編號(hào)，如x = ij、ik、...，并對(duì)它們分別按照大小排序，排序靠前的節(jié)點(diǎn)說(shuō)明是受影 響較大的線路。同時(shí)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊輸出電網(wǎng)W lP λ ip Yij的排序結(jié)果和脆弱性等級(jí)， 為運(yùn)行人員的操作控制和分析提供參考。
[0020] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，包括潮流計(jì)算模塊、有功 風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊、線路脆弱性分析模塊 和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊； 其特征在于，所述潮流計(jì)算模塊啟動(dòng)潮流計(jì)算并將結(jié)果輸出至有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊 和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊；有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊分別對(duì)比擾動(dòng) 前后有功、無(wú)功潮流變換和節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算有功風(fēng)險(xiǎn)因子和增量因子、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子和增量 因子，并分別將結(jié)果輸出至網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子分析模塊；網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊綜合線 路對(duì)因子分析計(jì)算網(wǎng)絡(luò)綜合分析因子，并分別將結(jié)果輸出至線路脆弱性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估模塊，線路脆弱性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊再分別根據(jù)網(wǎng)絡(luò)綜合分析因子對(duì)本 線路脆弱性和整個(gè)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估。
【專(zhuān)利摘要】一種基于網(wǎng)絡(luò)脆弱性綜合因子的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，包括潮流計(jì)算模塊、有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、網(wǎng)絡(luò)綜合因子分析模塊、線路脆弱性分析模塊和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。系統(tǒng)擾動(dòng)后，潮流計(jì)算模塊啟動(dòng)潮流計(jì)算并將結(jié)果輸出至有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊和電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊；有功風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子分析模塊分別對(duì)比擾動(dòng)前后有功、無(wú)功潮流變換和節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算有功風(fēng)險(xiǎn)因子和增量因子、電壓風(fēng)險(xiǎn)因子和增量因子。該系統(tǒng)充分考慮了系統(tǒng)受到擾動(dòng)后線路承載能力與節(jié)點(diǎn)電壓的變化，評(píng)估結(jié)果更加全面可靠，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】G06Q50/06, G06Q10/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105678432
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】李振興, 孫曉偉, 張濤, 左倩, 李振華, 邱立, 趙平
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月17日