基于风险理论的电力系统脆弱点评价

发布时间：2020-07-18 04:09

【摘要】：随着特高压建设、交直流混联技术的发展,新能源大量并网和全球能源互联网的建设,电力系统的运行承受着更大的潜在风险。新型设备的加入、气候条件和人为因素等都会对电力系统安全运行产生影响,电力系统的可靠性和风险评估日益受到人们关注。评价对电力系统失效作用较大的脆弱节点可以找出钳制系统可靠性提升的节点,为电力系统运行、规划提供依据,具有十分重要的工程价值。本文首先介绍了区间概率(Interval Probability,IP)的表达形式和运算法则、通用生成函数(Universal Generating Function,UGF)、信任函数理论(Belief Function Theory),在考虑小样本情况下电力设备故障概率具有高阶不确定性的基础上,基于信任通用生成函数方法(Belief Universal Generating Function,BUGF),计算了电力系统风险评估指标的区间值。并且在此基础上,分别通过潜在提高值(Improvement Potential,IP)灵敏度的改进分析方法和紧约束识别法对电力系统风险评估中的脆弱环节进行评价。本文的具体研究内容如下:如今随着大量新元件和新技术广泛应用于电力系统,由于缺乏甚至没有失效统计数据,基于大数定律的电力元件停运概率估计方法不再适用。本文在进行电力系统风险评估时,考虑到小样本情况下元件故障概率的高阶不确定性,用区间值表示元件的可靠性参数。提出一种信任函数理论和通用生成函数相结合的信任通用生成函数方法,可以有效避免区间运算中的过估计现象,计算得到更窄且更为准确的电力系统风险评估指标的区间值。相对于传统方法,该方法可以与蒙特卡洛模拟法相结合,在计算大规模电力系统的风险评估指标时具有优势。对电力系统风险评估进行灵敏度分析可以辨识系统中的脆弱环节,对改善系统可靠性有重要意义。本文通过潜在提高灵敏度的改进分析方法计算元件重要度指标,对电力系统的脆弱环节进行评价,该方法考虑到了待评价元件本身的可靠度,并且减小了风险评估指标计算误差对灵敏度评价结果的影响。针对小样本元件故障的高阶不确定性的问题,首先用模糊数描述电力系统元件的不可用度等可靠性参数,接着对于模糊数同一隶属度的区间值,采用本文提出的信任通用生成函数方法计算元件模糊重要度指标,最后采用重心法和距离法等去模糊化方法,将元件模糊重要度指标进行归一化表达。该方法可以有效辨识元件可靠性参数为模糊数时对系统可靠性影响显著的元件,能够揭示元件可靠性参数的模糊性对系统风险评估指标的影响。在元件容量角度评价电力系统风险评估中的脆弱环节,传统对电力系统风险评估指标关于元件容量的角度进行灵敏度分析的方法需要占用大量的计算资源。基于此,本文提出了一种基于紧约束识别法的大电力系统脆弱点快速评价方法,其核心是基于直流潮流进行最优负荷削减问题的求解,识别该优化问题不等式约束中的紧约束;认为其对应元件的容量不足是限制最优失负荷量没能进一步减小的原因,以此来定义元件的紧约束指标,并按照元件紧约束指标的大小进行排序。该方法在大大缩短计算量的基础上,在容量角度评价电力系统中的脆弱节点,对电力系统的规划、运行、改造有一定的指导意义。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM73
【图文】：

电力系统,风险评估,统计数据失真,截断误差

本文认为可靠性和风险具有相同的内在，风险与可靠性是一件事情的逡逑两个方面，可靠性的提升即风险的减少［４］。逡逑电力系统风险评估的分类通常可由图１－１来表示。逡逑在电力系统风险评估中，其风险来源于设备的概率特征，而风险评估中逡逑的不确定性主要来源于以下几个方面：（１）电力系统的内部因素：电力系统逡逑中由大量元件、装置等组成，其自身具有不确定性；（２）电力系统外部的不逡逑确定性：电力系统的运行状态极易受外部条件的变化而变化，而随着外部因逡逑素的剧烈变化，电力系统中的新能源机组的出力，负荷需求等将会随之变化。逡逑因此，气象因素的不确定性将会给电力系统的运行带来不确定性；（３）认知逡逑的不确定性：随着电力系统规模的越来越大，要想获取完整信息的难度越来逡逑越高，则将会给电力系统带来不确定性。逡逑１逡逑

流程图,风险评估,发输电系统,测度函数

图３－１基于非精确概率的发输电系统风险评估流程逡逑其中，计算各状态下的风险评估测度函数值的具体流程如图３－２所示

风险评估,测度函数,区间概率,发输电系统

图３－２计算所有枚举状态下的风险评估测度函数值的具体流程逡逑３．４基于区间概率的大电力风险评估指标的模拟法求解逡逑３．３节介绍了基于区间概率的大电力系统风险评估指标的解析法求解方法

【参考文献】