基于潮流跟踪的负荷削减模型及其在电网可靠性评估中的应用研究

摘要

本文受重庆市科委科技计划项目“电力市场潮流分析的理论与应用研究（No.2003-7951）”等相关课题资助。论文把潮流跟踪理论用于大电力系统可靠性评估中，提出了大电力系统可靠性评估中基于潮流跟踪的负荷削减模型和大电力系统可靠性影响因素分析的潮流跟踪方法，是潮流跟踪理论的新应用。 一个国家电网的可靠性是其持续发展的物质基础，也是国家安全的重要因素之一。大电力系统可靠性是一项复杂的系统工程，要在设计、运行、管理和用电过程各个环节精心策划。所以大电力系统可靠性评估是一个有待继续深入研究的重大课题。 潮流校正措施模型是大电力系统可靠性评估的核心部分，它能确定将系统从紧急状态恢复到正常状态所必需的负荷削减量，不同的潮流校正措施模型原理各异。目前的潮流校正措施都是从逻辑距离、优化、比例的角度进行负荷削减，而未考虑故障前发电机对负荷的分配关系，这不太合理。基于潮流跟踪理论能明确某个负荷是由哪些发电机供电、某个特定发电机的功率送给了哪些负荷，以及这两个过程是通过哪些输电元件完成的特点，本文把潮流跟踪理论用于大电力系统可靠性评估研究中来克服这些不足。 本文提出了大电力系统可靠性评估中基于潮流跟踪的负荷削减模型。模型中引入了负荷对发电机和输电元件的利用系数因子，其基本思想是：在负荷同等重要程度下，削减对发电机和线路利用系数更大的负荷能够更有效的使系统满足要求。该模型相对于就近削减负荷模型，计算更简单。本方法在RBTS和IEEE-RTS测试系统上进行验证，并将计算结果与按最优削减负荷模型相比较，证明了本方法的有效性。 传统的大电力系统可靠性指标通常只能反映系统和节点可靠性的好坏程度，如果要找到系统的薄弱环节，则需要求大电力系统可靠性的灵敏度指标。计算灵敏度指标需要计算偏微分，存在一定的困难，且比较适合用解析法。本文在潮流跟踪负荷削减模型基础上，提出了大电力系统可靠性影响因素分析的潮流跟踪法。该方法核心是找到故障元件与削减负荷节点和系统的映射关系。通过映射关系求出大电力系统节点和系统可靠性对元件的分配，如果节点可靠性对元件分配值越大，说明元件对该节点影响越大，如果系统可靠性对元件分配值越大，说明元件对系统影响越大，是系统的薄弱环节；反之亦然。这种方法对解析法和模拟法均比较适用。通过该方法找系统薄弱环节避免了求大电力系统可靠性对元件参数的灵敏度指标的难度。