[发明专利]基于实用动态安全域的输电系统的动态安全风险评估与优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于实用动态安全域的电力输电系统，特别是涉及一种对该电力输电系统的进行安全风险的动态监视、评估和优化的方法。

背景技术

与很多实际应用一样，本领域现有技术也存在着经济和技术安全两方面的相互制约。一方面，在市场竞争和经济利益的驱使下，用户希望其电力系统的运行状态越来越接近系统的稳定极限，也就是希望使用效率越高越好，这样一来，导致了系统可靠性的下降。另一方面，电力系统不能忽视技术安全方面的监控，电力工业系统多年来采用的N-1准则目前已不足以保持系统合理的可靠性水平，但是对于更高的电力系统稳定边界N-2或N-3的规划原则，在实际应用中，业界又认为其缺乏经济上的合理性。在这样的情况下，对于电力系统设计者来说，一种可行的选择就是在电力系统规划和运行中引进风险管理方法，以使系统的风险水平保持在可接受的范围之内。因此有必要开发在线概率安全风险评估系统。

但是，在线概率安全风险评估系统能实时给出输电系统短期内的系统风险水平，需要考虑各种不确定因素，计算量大，计算速度要求高。定义于注入功率空间的实用动态安全域(PDSR)把安全域表达为注入功率的线性组合的不等式约束形式，从而可以大大降低概率的安全性评估计算量，可使一大类电力系统调度最优化问题中暂态稳定约束难以处理这一棘手的问题变得十分简易。因此有必要基于实用动态安全域以及输电系统中存在的各种不确定因素，来实现输电系统概率风险评估。此外，预防控制和紧急控制措施是对系统风险有很大影响的，通过预防控制和紧急控制措施以及事故集合的合理划分可以提供最优的系统风险水平和最优的控制方案，用于辅助运行人员，通过综合考虑经济和系统安全控制指标，进行预防控制和紧急控制决策。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提出了一种基于实用动态安全域的输电系统的动态安全风险评估与优化方法，首先，通过建立一种基于实用动态安全域的动态不安全风险评估和优化模型，在动态不安全风险计算中计及了系统安全控制措施和节点注入功率的不确定性对风险的影响，

其次，本发明借助一种确定和划分预想事故集合Γ＝Γ₁∪Γ₂的方法，并以系统动态不安全风险最小为目标，建立了针对主导预想事故集的一种风险控制的最优化模型。风险优化可分为两层进行，外层为对预想控制集合的优化(即确定优化的(Γ_1p，Γ_1e))，内层为针对一个既定的事故子集(Γ_1p，Γ_1e)进行的综合安全控制成本的优化，最优化模型中以实用动态安全域的临界超平面为暂态稳定约束。

本发明提出了一种基于实用动态安全域的输电系统动态安全风险评估方法，通过建立基于实用动态安全域的动态不安全风险评估模型，在动态不安全风险计算中计及了系统安全控制措施和节点注入功率的不确定性对风险的影响，该方法包括如下步骤：

步骤1：从EMS采集所需要的电力系统数据，进行事故扫描确定动态安全风险评估的初始预想事故集；

步骤2：基于采集到的电力系统数据和预想事故集中的每个既定预想事故，求取实用动态安全域的临界超平面系数；

步骤3：按照事故对系统动态不安全概率的贡献作为排序指标进行排序，将初始预想事故集中事故的动态不安全概率与动态不安全概率截断阈值ε进行比较，去除小于动态不安全概率截断阈值的事故，得到如下定义的主导预想事故集Γ

Γ：＝{E_i|Pr(DIS∩E_i)≥ε}

式中应用超平面形式的实用动态安全域计算动态不安全概率，E_i为预想事故集合中的第i个事故发生的事件；DIS表示系统动态不安全；

步骤4：将主导预想事故集Γ继续划分为两部分，其中一部分事故需要采取预防控制措施或紧急控制措施，以保证该预想事故集中的事故发生后系统是动态安全的，这些事故构成安全控制事故集Γ₁；集合Γ中不采取预防控制或紧急控制措施的其它事故构成无安全控制事故集Γ₂，再根据采取安全控制措施的不同，将安全控制事故集Γ₁进一步划分为两个子集，预防控制稳定事故集Γ_1p和紧急控制稳定事故集Γ_1e，对Γ_1p中的事故采取预防控制措施保证暂态稳定，对Γ_1e中的事故采取紧急控制措施保证暂态稳定。Γ_1p和Γ_1e的定义为