一種面向電網調度操作的實時風險評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電網調度和電網運行領域，尤其涉及一種面向電網調度操作的實時風 險評估方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電力市場的改革和電力系統規模的擴大，電網更多地運行在接近安全極限的 工況下。調度操作更加頻繁，誤操作引起的事故也較以往更為嚴重。而當前調度人員由于缺 少有力的科學工具，只能依靠經驗進行調度決策，這種情況下做出的決策往往不是最優操 作，甚至可能造成誤操作。因此，有必要提出量化調度操作風險為調度人員提供決策參考。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種面向電網調度操作的實時風險評估方法，為 調度人員提供輔助決策依據，以降低調度操作可能對系統帶來的風險。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明提出的一種面向電網調度操作的實時風險評估方 法，包括以下步驟：
[0005] 步驟一、讀取系統實時運行數據及調度操作指令；
[0006] 步驟二、根據操作前后系統潮流變化搜索關鍵設備并生成風險評估所需的事故 集，包括：
[0007] 2-1)計算操作前后潮流；
[0008] 2-2)根據操作前后潮流變化搜索關鍵設備，所述關鍵設備包括關鍵線路及關鍵節 點；其中，線路中滿足下式的線路即為關鍵線路：
[0010] 式（1)中，AS是操作前后線路潮流變化值，Sn是線路額定容量，SS是預設的閾 值；
[0011] 系統中滿足下式的節點即為關鍵節點：
[0012] AV|>8v
[0013] 其中，AV是操作前后節點電壓變化值，\是預設的閾值；
[0014] 2-3)以待操作線路及關鍵設備為中心進行廣度優先搜索，搜索深度為N，將搜得 線路作為事故集CwN= 1時，把所有與待操作線路以及關節設備有相同節點的線路加入事 故集C。；
[0015] N= 2時，把所有與N= 1時搜索到的線路有相同節點的線路加入事故集C。；
[0016] N= 3,4，…時，以此類推，生成所需事故集；
[0017] 步驟三、計算調度操作風險指標，所述操作風險指標是指調度操作前后系統風險 指標的變化值AR:
[0019] 式（2)中，Rb指系統操作前風險指標，Ra指系統操作后風險指標；E是系統所有狀 態集合，E=CidUC1IH正常狀態}，CuIC1 =0，C。是被篩選出來的事故集，C:是其他事故集， 是被篩選出來的事故集C。里面第j個事故發生的概率，Pk是其他事故集Ci里面第k個 事故發生的概率，Pn是系統處于正常狀態下的概率；Ib是操作前事故后果，Ia是操作后事故 后果，Ibx(xGCidSC1)是斷開被篩選出來的事故集C。或者其他事故集C1中第X條線路的 后果，Iax(xGC。或C1)則是同時斷開被篩選出來的事故集C。或者其他事故集C1中第X條 線路和待操作線路的后果，Ibin表示系統正常狀態下的后果，Iain表示系統正常狀態下操作 引起的后果；
[0020] 設：斷開其他事故集(^中的線路造成的后果與斷開待操作線路造成的后果互不影 響，故：
[0022] 式（3)中，L表示操作前斷開其他事故集C1中第k條線路時的后果，4表示操 作后斷開其他事故集C1中第k條線路時的后果；
[0023] 系統處于事故集C。的概率與處于其他狀態的概率之和為1，即：
[0027] 式（5)中，匕表示系統處于除被篩選出來的事故集C。狀態之外的狀態的概率和。
[0028] 進一步講，所述調度操作風險指標包括線路潮流過載指標和節點電壓越限指標：
[0029]當被篩選出來的事故集C。中的事故c發生時，第i條線路的潮流過載系數K&"和 第j個節點的電壓越限系數分別表示為：
[0032] 式（6)和式（7)中，S"是第i條線路的視在功率，Sin第i條線路的額定功率， u.)是第j個節點的電壓幅值，IU,和U^,分別是第j個節點允許的電壓上下限；
[0033] 線路過載后果Is^1和節點電壓越限后果I^,為：
[0034] h^=^Sf，~1
[0035]
[0036] 第i條線路的潮流過載指標UP第j個節點的電壓越限指標R^分別為：
[0037] RslC1=Pc *Is1C1
[0038] Rvcj=Pc-Ivcj
[0039] 其中，Pc是事故c發生的概率；
[0040] 當系統處于其他狀態時，第i條線路的潮流過載系數Ks，ni和第j個節點的電壓越 限系數Kv，n]分別表示為：
[0043] 式（8)和式（9)中，n表示系統處于其他狀態，Sni是第i條線路的視在功率，Un](p. u.)是第j個節點的電壓幅值；
[0044] 線路過載后果Isini和節點電壓越限后果I^為：
[0045] I-1
[0046] Ij -1
[0047] 第i條線路的潮流過載指標UP第j個節點的電壓越限指標Rv，n]分別為：
[0048] Rsni=PQ-Isni
[0049] Rvnj=Ptj-Ivnj
[0050] 系統的線路潮流過載指標Rs和系統的節點電壓越限指標R￥為：
[0053] 其中，n。是事故集C。包含的事故數量，n:和n^別表示系統線路和節點的數量。
[0054] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0055] 本發明方法能夠準確有效評估調度操作風險，并能夠幫助調度人員進行風險防控 措施制定。
【附圖說明】
[0056] 圖1為面向電網調度操作的實時風險評估方法的流程圖；
[0057] 圖2為開斷8-5號線路時生成的事故集示意圖；
[0058] 圖3為IEEE-118節點系統結構示意圖；
[0059] 圖4為在不同搜索深度下的事故數量、計算時間；
[0060] 圖5為在不同搜索深度下的風險誤差；
[0061] 圖6為不同風險防控方案的風險防控效果對比圖。
【具體實施方式】
[0062] 下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體 實施例僅對本發明進行解釋說明，并不用以限制本發明。
[0063] 如圖1所示，本發明一種面向電網調度操作的實時風險評估方法，主要包括：步驟 一、讀取系統實時運行數據及調度操作指令；步驟二、根據操作前后系統潮流變化搜索關鍵 設備并生成風險評估所需的事故集；步驟三、計算調度操作風險指標；另外特別針對線路 潮流過載指標和節點電壓越限指標提出了具體的算法。
[0064] 具體方法如下：
[0065] 步驟一、從EMS系統讀取系統實時運行數據及調度操作指令；
[0066] 步驟一、根據操作前后系統潮流變化搜索關鍵設備并生成風險評估所需的事故 集；包括：
[0067] 2-1)計算操作前后潮流；
[0068] 2-2)根據操作前后潮流變化搜索關鍵設備，所述關鍵設備包括關鍵線路及關鍵節 點；其中，線路中滿足下式的線路即為關鍵線路：
[0070] 式（1)中，AS是操作前后線路潮流變化值，Sn是線路額定容量，Ss是預設的閾 值；
[0071] 系統中滿足下式的節點即為關鍵節點：
[0072] AV|> 8v
[0073] 其中，AV是操作前后節點電壓變化值，\是預設的閾值；
[0074] 2-3)以待操作線路及關鍵設備為中心進行廣度優先搜索，搜索深度為N，將搜得 線路作為事故集CwN= 1時，把所有與待操作線路以及關節設備有相同節點的線路加入事 故集c。；
[0075] N= 2時，把所有與N= 1時搜索到的線路有相同節點的線路加入事故集C。；
[0076] N= 3,4，…時，以此類推，生成所需事故集；
[0077] 步驟三、計算調度操作風險指標，所述操作風險指標是指調度操作前后系統風險 指標的變化值AR:
[0079] 式⑵中，Rb指系統操作前風險指標，Ra指系統操作后風險指標；E是系統所有狀 態集合，E=CidUC1IH正常狀態}，CdJC1 = 0，C。是被篩選出來的事故集，C:是其他事故集， 是被篩選出來的事故集C。里面第j個事故發生的概率，Pk是其他事故集Ci里面第k個 事故發生的概率，Pn是系統處于正常狀態下的概率；Ib是操作前事故后果，Ia是操作后事故 后果，Ibx(xGCidSC1)是斷開被篩選出來的事故集C。或者其他事故集C1中第X條線路的 后果，Iax(xGC。或C1)則是同時斷開被篩選出來的事故集C。或者其他事故集C1中第X條 線路和待操作線路的后果，Ibin表示系統正常狀態下的后果，Iain表示系統正常狀態下操作 引起的后果；
[0080] 設：斷開其他事故集(^中的線路造成的后果與斷開待操作線路造成的后果互不影 響，故：
[0082] 式（3)中，I表示操作前斷開其他事故集C1中第k條線路時的后果，U表示操作 后斷開其他事故集C1中第k條線路時的后果；
[0083] 系統處于事故集C。的概率與處于其他狀態的概率之和為1，即：
[0087] 式（5)中，匕表示系統處于除被篩選出來的事故集C。狀態之外的狀態的概率和。
[0088] 所述調度操作風險指標包括線路潮流過載指標和節點電壓越限指標，其計算方法 如下：
[0089] 當被篩選出來的事故集C。中的事故c發生時，第i條線路的潮流過載系數K&"和 第j個節點的電壓越限系數分別表示為：
[0092] 式（6)和式（7)中，S"是第i條線路的視在功率，Sin第i條線路的額定功率， u.)是第j個節點的電壓幅值，IU,和U^,分別是第j個節點允許的電壓上下限；
[0093] 線路過載后果Is^1和節點電壓越限后果I^,為：
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