表征电网运行安全水平的简洁指标构建研究

摘要

电力系统安全评价指标作为电力系统安全评价工作中基础性内容，合理有效的评价指标能够做到对复杂多变的电力系统进行准确快速评价，以此作为依据进行电网安全应急预案和实施电网调度工作，进而保障电力系统长期安全稳定运行。现有的电网安全评价指标体系以树状扩散型为主，力求涵盖电网运行所有状态量，导致指标体系过于庞大，调度人员常常被大量的数据淹没，难以从中找到直观有效的信息，无法准确获取电网的安全裕度，进而无法及时采取相应的控制措施。
　　本文针对上述问题，以调度员思维模式为主导，从电网运行功率平衡这一主要任务出发，采用一种与传统安全评价指标体系树状扩散方式相逆的方法，构建了一个从宏观视角评价电网安全水平的简洁指标——计及电网运行安全约束的备用水平评价指标。该指标将各电网运行安全约束的制约依据安全分析理论集合至备用水平上，从而实现电网安全各单项评价的有机融合，实现对电网整体运行安全水平的简洁表征。
　　通过对电力系统安全分析中过载安全性、功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性各安全侧面理论研究成果进行筛选，完成了各类电网运行安全约束向发电出力约束转化的研究，为所提指标的数学模型建立提供理论依据。通过转化研究，明确了以发电机群为研究对象，在此基础上，建立了在满足各类运行安全约束下求解最大备用的优化模型，实现对所提指标的计算。随后对计及负荷的简洁指标进行研究，为体现系统内不同局部负荷水平差异对评价指标的影响，建立了局部的评价指标，并设计了两种计算方法;针对负荷增长与备用分配的匹配问题，在简洁指标计算模型中引入负荷增长，建立了考虑负荷增长的评价指标模型。最后，通过某省网的评价指标计算验证了所提简洁指标的可行性和有效性，通过对该省网系统24时段局部指标计算，分析了局部指标与整体指标的关系，以及通过IEEE14节点的多时段评价指标曲线论述了计及负荷增长后评价指标的变化情况及其指导意义。
　　本文提出的简洁评价指标以期为未来电网大区域互联乃至全国联网形势下的电网安全评价工作提供实用参考价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 电网安全评价指标研究现状

1．2．1 单一侧面评价指标

1．2．2 安全评价指标体系

1．2．3 综合安全评估指标

1．2．4 研究简洁指标的必要性

1．3 本文的主要研究工作

2 表征电网运行安全水平的简沽指标构建思路

2．1 评价指标构建思路

2．1．1 电网运行主要任务分析

2．1．2 发电备用作为指标载体的引出

2．1．3 电网运行安全侧面与发电出力的关系分析

2．2 评价指标的提出

2．2．1 计及运行安全约束的备用水平评价指标的提出

2．2．2 指标的示意表达式

2．2．3 指标构建需要解决的问题

2．3 本章小结

3 表征电网运行安全水平的简洁指标数学模型建立

3．1 安全约束向发电出力转化研究

3．1．1 过载安全约束转化研究

3．1．2 功角稳定约束转化研究

3．1．3 电压稳定约束转化研究

3．1．4 频率稳定约束转化研究

3．2 数学模型建立

3．3 本章小结

4 计及负荷的简洁指标研究

4．1 计及负荷水平的简洁指标

4．1．1 局部指标计算方式一

4．1．2 局部指标计算方式二

4．2 计及负荷增长的简洁指标

4．2．1 负荷增长模式概述

4．2．2 负荷增长模式的改进

4．2．3 计及负荷增长的简洁指标数学模型

4．3 本章小结

5 算例分析

5．1 简洁指标算例分析

5．1．1 算例概述

5．1．2 简洁指标算例分析

5．2 计及负荷的简洁指标算例分析

5．2．1 计及负荷水平的简洁指标算例分析

5．2．2 计及负荷增长的简指标算例分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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