[发明专利]一种基于潮流转移和追踪的电力系统快速运行风险评估方法

说明书

本发明提供一种基于潮流转移和追踪的电力系统快速运行风险评估方法。该方法包括以下步骤：参数初始化；基于非序贯蒙特卡洛模拟抽取系统运行状态；采用改进潮流计算方法和基于潮流追踪的负荷削减模型对系统状态进行分析；计算运行风险评估指标。通过推导节点转移分布因子和适用于多支路开断的支路开断分布因子改进快速潮流计算；建立基于潮流追踪的负荷削减模型，采用潮流追踪理论筛选出最有效的控制节点集合，将全系统范围内寻优转化为局部范围内寻优，将改进的快速潮流计算方法和负荷削减模型应用于电力系统运行风险评估，具有较高的评估精度，同时大大提高了评估效率。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于潮流转移和追踪的电力系统快速运行风险评估方法。

背景技术

近年来全球出现了多起电力系统大停电事故，给国家和居民造成了一定的经济损失。为了减少类似电力事故的发生，保证电力系统的安全稳定运行，电力系统运行风险评估受到了各国的广泛关注。由于电力系统结构复杂、元件众多，风险评估需要对大量的故障场景进行状态分析，尤其是对多重故障场景进行潮流迭代计算和负荷削减计算，无法满足运行风险评估的时效性。因此提高状态分析的效率是提高电力系统风险评估计算效率的关键。

目前，为提高系统状态分析的效率，国内外学者是从潮流计算和负荷削减计算两方面研究。在潮流计算方面，张军、沈沉、刘锋等人提出了含多个风电场的电力系统概率潮流联合分布的计算方法(专利号：CN201610868051.5)，含风电场的电力系统中，通过发电分布转移因子快速计算出风电预测误差引起的线路功率变化，但是缺乏节点转移因子描述发电和负荷联合变化引起的线路功率变化；任建文、易琛、何培成提出了一种基于虚拟支路模型与FTIL的多支路潮流转移搜索算法(专利号：CN201610894006.7)，在双支路开断的基础上，基于虚拟支路模型将多支路故障转化为双支路故障，推导出支路开断分布因子的计算式，但是在计算多支路开断分布因子时等效次数过多、计算复杂；在负荷削减计算方面，莫文雄、王红斌、栾乐等人提出确定电力系统负荷削减量的方法和系统(专利号：CN201710743244.2)，通过计算越限支路功率对节点注入功率的灵敏度，筛选出高灵敏度节点作为负荷削减范围，提高了负荷削减的计算效率，但是求解灵敏度指标的过程较为复杂。

发明内容

本发明基于上述问题，从提高系统状态分析效率的角度出发，通过推导节点转移分布因子和支路开断分布因子实现快速潮流计算；建立基于潮流追踪的负荷削减模型，将全局寻优转化为局部寻优，基于快速潮流计算和负荷削减模型改进实现快速运行风险评估。引入切负荷风险指标和线路越限风险指标，通过算例验证本发明的有效性和准确性。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

步骤1，参数初始化；

步骤2，建立发电机、输电线路停运模型，初始化抽样次数k＝1；

步骤3，采用非序贯蒙特卡洛抽样获得系统运行状态；

步骤4，采用改进快速潮流计算方法计算各线路潮流，判断各线路潮流是否越限，若潮流越限，则继续步骤5，否则继续步骤6；

步骤5，采用基于潮流追踪的负荷削减模型计算负荷削减量，返回步骤4；

步骤6，判断系统抽样次数是否达到最大抽样次数，若达到最大抽样次数则计算风险指标并继续步骤7，否则令k＝k+1，返回步骤3；

步骤7，输出系统运行风险评估指标。

作为上述技术方案的补充，步骤4中提到的改进快速潮流计算方法如下：

步骤4-1，计算系统的节点支路导纳矩阵、节点支路关联矩阵、节点转移分布因子；

步骤4-1，确定发电机、负荷功率变化节点集合以及故障支路集合；

步骤4-3，计算支路开断分布因子；