[发明专利]考虑灾害因素的电力系统短期风险判定方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统可靠性与风险分析领域，特别涉及考虑灾害因素的电力系统短期风险判定方法。

背景技术

随着电网互联规模的不断扩大，电力资源得到进一步优化配置，但电网的可靠运行却迎来了新的挑战。2008年年初，受到持续低温的影响，我国南方多个省区发生冰雪灾害，在全国范围内造成了36740条10kV及以上电力线路与2016座35kV及以上变电站停运，10kV及以上杆塔倒塌及损坏310321基，导致3348多万户(约1.1亿人口)断电，直接经济损失达1516.5亿元。这些停电事故对经济发展和社会生活造成了极大的影响。必须通过更合理的方法来全面、科学地评价电网的可靠性以发现系统的潜在危险，从而达到加强电网、防御电力灾变的目的。

电力系统安全性风险评估方法通过建立电力系统输电线路、变压器、发电机组的停运模型，计算电力系统事故发生的概率和后果，进而定量地将事故的可能性和严重性结合起来，能比较全面地反映事故对整个电力系统的影响，更好地协调电力系统运行安全性和经济性之间的关系。文献（Li Wenyuan，电力系统风险评估模型、方法和应用，北京：科学出版社，2006）建立了电力系统风险评估的基础理论并提出了电力系统风险评估基本方法。该文献提出基于蒙特卡洛抽样方法的电力系统风险评估技术，并给出了以失负荷量最小为优化目标的单时段经济调度模型用于求解电力系统各采样状态下的最小切负荷量。

电力系统输电线路的故障率建模是电力系统风险评估的基础，影响电力系统输电线路可靠运行的不确定因素可分为内部来源和外部来源两类。外部来源主要包括2个方面：①自然灾害和天气状况，包括地震、飓风、冰雹、雷雨、风暴、热浪、洪水、森林火灾以及动物触发故障等；②外力破坏和人为因素，包括外部施工对电力设施的破坏及控制和保护系统设置错误、系统操作员误操作等人为破坏。纵观世界范围内的大停电事故，事故产生的原因都与自然灾害有关，例如雷击、冰灾、鸟害等。这些灾害可能造成电力系统中输电线路闪络停运，进而产生潮流转移，引发更大的停电事故。因此可知，在不同的季节以及天气情况下，各种灾害发生的概率并不相同，因而电力系统的所处的风险也不相同。此外，在某类灾害发生时，处于该灾害区域内的多个输电线路可能同时受此灾害的影响而同时发生停运，即产生共因故障，进而对电力系统造成更大的威胁。因此，在电力系统短期风险评估中需要考虑自然灾害对其故障率的影响。

目前电力系统风险评估中已有对于灾害因素的处理方法。文献（何剑,程林,孙元章,王鹏.计及天气预测的电力系统运行可靠性短期评估.电力系统保护与控制,2012,38(10):31-38）建立了基于支持向量机的天气预测模型，并建立两状态天气模型以反映气温、风速、天气状况、设备服役时间、负荷水平等运行条件的影响，但是这种模型存在原理复杂，同时没有考虑输电输电线路全长范围内可能跨越多种天气类型地区的情况。文献（王建学,张耀,吴思,孙羽.大规模冰灾对输电系统可靠性的影响分析.中国电机工程学报,2011,31(28):49-56.）采用曲线拟合法获得载冰量和强迫停运率的数学关系，并提出了一种混合蒙特卡罗抽样法，来获得系统状态以及状态持续的时间；文献（孙羽.架空输电线路冰风荷载风险建模及模糊预测.中国电机工程学报,2011,31(7):21-28.）建立了架空输电线路设计冰风荷载曲线，并应用模糊理论对输电线路的短期冰风荷载风险进行预测，给出了时间尺度上输电线路的风险测度。上述两种技术都未能考虑灾害条件下输电线路因同一故障而产生的共因停运的概率。

与本发明相关的已有背景技术包括：

1）计算机标准随机数生成技术：该技术能够生成0～1之间均匀分布的随机数，计算机中C，Java等编程语言均将该技术封装为标准函数供用户调用；

2）对称矩阵的Cholesky分解技术：该技术能够将对称矩阵分解为一个下三角矩阵与其转置的乘积；

3）单时段最优潮流模型：该技术在考虑电力系统输电线路潮流约束、节点负荷以及发电机组出力约束的条件下，通过最优化方法求解系统运行成本最低的发电机组出力方案，若电力系统无法满足全部负荷，则给出切负荷量最小的发电机组出力方案。

发明内容