基于空间分割的电力系统风险评估方法研究及其软件实现

发布时间：2017-07-08 21:03

  本文关键词：基于空间分割的电力系统风险评估方法研究及其软件实现

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【摘要】：随着电力系统规模的不断扩大,间歇性能源的大规模接入,以及近年来全球气候的持续变暖导致的多发的恶劣天气,都使电力系统面临的不确定性因素变得愈加复杂、多样,给电力系统的安全稳定运行带来了诸多新的极大的挑战。近些年,世界范围内发生了多起大面积停电事故,都表明目前电力系统还比较脆弱,因此,研究计及天气影响的含风电的电力系统快速风险评估方法,并将其软件实现,具有重要的意义与价值。本文对计及天气影响的系统元件可靠性模型及快速风险评估方法进行了深入研究,并将其软件实现。主要研究内容包括以下三个方面：首先,基于天气状况改进了风险评估的元件可靠性模型。考虑天气对系统元件故障及修复过程的影响,系统设备在恶劣天气时更容易出现故障,更难修复,本文将天气分为三类：正常天气、恶劣天气和特别恶劣天气,建立了基于天气状况的风机、输电线路等系统元件可靠性模型,其中输电线路模型计及了长距离输电线路可能出现多天气共存的复杂情形。将上述模型与现有风险评估方法相结合,提出了计及天气影响的含风电场电力系统风险评估方法。通过含风电场的改进IEEE-RTS79节点系统验证了所提模型及方法的合理性与有效性。并分析了恶劣天气比例对系统风险的影响、天气对含风场系统风险的影响。其次,提出基于空间分割法的电力系统风险快速评估方法。综合解析法和模拟法各自的优势,本文提出一种空间分割法,根据状态概率大小将系统所有可能状态分至解析空间和模拟空间。解析空间由概率较大的系统状态构成,利用快速排序技术迅速获取,采用解析法计算其风险,避免了模拟法对大概率状态重复抽样分析导致的低效率问题,提高了分析计算速度。模拟空间为解析空间的补集,由概率较小的系统状态构成,保证计算结果的精度。采用基于自适应重要抽样技术的蒙特卡洛模拟法计算模拟空间风险,提高计算收敛速度,同时采用等分散抽样技术提高抽样的效率。最后,应用本文所提方法对MRTS系统进行测试,结果表明：本文所提方法在保证评估结果的精确性下,可以更加快速的评估系统风险。并分析了截止概率对该方法评估效率的影响、系统可靠性水平对最优截止概率的影响。最后,含风电的电力系统静态风险评估系统的开发与应用。基于本文以及其他的学者的研究成果,利用C#语言开发了含风电的电力系统静态风险评估系统。鉴于近年来,接入电网的风电规模越来越大,其对系统风险的影响也愈加显著,因此本软件加入了风电模型。本软件主要包括数据输入、参数设置、风险评估及结果分析四个核心模块,具有分析系统风险并给出系统脆弱性的功能,可用于规划方案、电网历史数据或未来运行方案的风险分析,从而指导规划方案或运行方案的调整改进。最后利用本风险评估系统对2015年海南规划电网进行风险评估,验证了本风险评估系统结果的合理性与可靠性,并对其各项风险评估结果及特性进行深入分析,对海南电网规划方案提出了相应的改进建议与意见。
【关键词】：电力系统 风险评估 天气 状态空间分割法 软件实现
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第2章 电力系统风险评估理论简介16-25
• 2.1 风险评估理论16-17
• 2.2 风险评估方法17-22
• 2.2.1 解析法17-19
• 2.2.2 模拟法19-22
• 2.3 风险评估指标22-24
• 2.3.1 元件级指标22-23
• 2.3.2 系统级指标23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 计及天气影响的系统元件可靠性模型25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 计及天气影响的元件可靠性模型25-27
• 3.2.1 计及天气影响的元件故障率模型25-26
• 3.2.2 计及天气影响的元件修复率模型26-27
• 3.2.3 多天气条件下的输电线路可靠性模型27
• 3.3 计及天气影响的电力系统风险评估方法27-30
• 3.3.1 系统天气状态的蒙特卡洛抽样28-29
• 3.3.2 系统元件状态的蒙特卡洛抽样29
• 3.3.3 风险评估流程29-30
• 3.4 算例分析30-34
• 3.4.1 算例描述30-31
• 3.4.2 元件可靠性模型合理性验证31-32
• 3.4.3 风险评估方法有效性验证32-33
• 3.4.4 恶劣天气对系统风险的影响33
• 3.4.5 天气对含风电系统风险的影响33-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 基于状态空间分割的电力系统风险评估方法35-47
• 4.1 引言35
• 4.2 状态空间分割法35-37
• 4.2.1 状态空间分割的基本原理35
• 4.2.2 状态空间分割法的基本原理35-36
• 4.2.3 状态空间分割法的优点36-37
• 4.3 解析空间的分析方法37-38
• 4.3.1 快速排序技术37-38
• 4.3.2 解析空间分析流程38
• 4.4 模拟空间的分析方法38-42
• 4.4.1 自适应重要抽样法38-40
• 4.4.2 等分散抽样法40-41
• 4.4.3 模拟空间状态判别方法41
• 4.4.4 模拟空间分析流程41-42
• 4.5 算例分析42-46
• 4.5.1 方法验证43
• 4.5.2 截止概率对评估效率的影响43-44
• 4.5.3 系统可靠性水平对最优截止概率的影响44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第5章 含风电的电力系统静态风险评估系统47-73
• 5.1 引言47-48
• 5.2 风险评估系统关键技术48-55
• 5.2.1 风电出力处理方法48-49
• 5.2.2 最优负荷削减模型及算法49-52
• 5.2.3 电力系统状态脆弱性分析方法52-55
• 5.3 风险评估系统功能展示55-62
• 5.3.1 数据输入模块56-57
• 5.3.2 参数设置模块57-59
• 5.3.3 风险评估模块59-61
• 5.3.4 结果分析模块61-62
• 5.4 应用案例62-72
• 5.4.1 2015年海南规划电网简介63-67
• 5.4.2 2015年海南规划电网风险分析67-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第6章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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2 李春艳;孙元章;陈向宜;邓桂平;;西欧“11.4”大停电事故的初步分析及防止我国大面积停电事故的措施[J];电网技术;2006年24期

3 吴开贵,吴中福;大电网可靠性计算中的负荷削减策略[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年07期

4 祝瑞金,李莉华,郑淮,韩天祥;北美历次重大停电事故的比较分析及启示[J];华东电力;2004年01期

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7 贺海磊;郭剑波;;考虑共因失效的电力系统地震灾害风险评估[J];中国电机工程学报;2012年28期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘文霞;大型风电场接入对区域电网暂态电压稳定影响的研究[D];华北电力大学;2013年

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本文编号：536241