考虑极端气候因素的大停电风险评估

摘要

随着电网的大规模互联，恶劣气候因素引发的大停电问题已经成为电力系统安全稳定运行的显著问题。恶劣气候条件的发生具有其自身的特性，并非时间和地域上的均匀分布，而传统的大停电风险分析和评估方法中将设备和线路停运率以及相关条件视为均值，其结果表征了一段时间内系统的平均水平，无法反映在天气异常情况的突出影响。因此，本文提出并建立了考虑极端气候因素的大停电风险仿真模型。
　　首先对考虑极端气候因素研究课题中的难点进行分析，建立了综合气候模型、恶劣气候下线路停运率模型以及连锁故障仿真模型所组成的大停电风险分析模型的构建思路和框架。分析了恶劣气候发生的时间特性、地域特性和随机性，建立了其相应的分析模型和抽样模型，模拟综合上述特性的气候的随机发生;量化了恶劣气候影响因素对停运率的影响，在输电线路停运率建模中考虑风力载荷、冰力载荷两种因素，给出了载荷的分析和计算模型，以及相应气候状态下停运率计算方法。最后本文建立了基于改进OPA动态过程的大停电风险仿真模型。利用OPA模型对连锁故障和电力系统发展的动态描述，根据本文重点研究的影响因素和实际运行情况对OPA动态过程完成了改进，即综合气候模型、恶劣气候发生特性以及与气候条件相依的停运率模型，建立了考虑恶劣气候因素的大停电风险仿真模型，并利用MATLAB软件编程实现了模拟仿真，以IEEE-30节点系统为例进行分析。结果表明，考虑恶劣气候条件影响的大停电事故的风险是增加的，本文提出的仿真方法基本上能够体现恶劣气候的发生特性以及影响停运率的变化，能够反映恶劣气候因素的影响与大停电事故风险之间的关系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 气候因素对电力系统产生影响的实例

1．3 政府及电力机构对灾害性气候影响问题的重视

1．4 国内外研究现状

1．4．1 气候因素对电力系统的影响研究

1．4．2 电力系统大停电模型及安全评估的研究

1．5 本文的主要工作

第2章 考虑极端气候的大停电问题的分析框架

2．1 极端灾害性气候

2．2 灾害性气候对电力系统影响的难点分析

2．2．1 气候问题的不确定性、多样性和变化性

2．2．2 不同气候类型对电力系统的作用形式和强度不同

2．2．3 区域性灾害等级与影响后果相关

2．2．4 气候问题与电力系统关系的量化难度

2．3 考虑极端气候因素的大停电风险问题的分析框架

2．4 小结

第3章 气候模型及其影响下的线路停运率模型

3．1 气候模型

3．2 恶劣气候的特性

3．2．1 恶劣气候的时间特征

3．2．2 恶劣气候的地域特性

3．2．3 气候状态发生的随机性

3．3 恶劣气候因素影响下电力线路停运率建模

3．3．1 线路停运率影响因素

3．3．2 恶劣气候因素影响下电力线路停运率

3．4 小结

第4章 基于改进OPA过程的大停电风险仿真模型

4．1 基于直流潮流的OPA模型描述

4．1．1 电力系统直流潮流

4．1．2 基于直流潮流的OPA模型

4．2 对OPA模型的改进

4．2．1 模型的改进思路

4．2．2 改进快动态过程

4．2．3 改进慢动态过程

4．3 大停电风险评估指标

4．3．1 风险评估指标

4．3．2 仿真结果直观展示

4．4 小结

第5章 算例分析

5．1 恶劣气候影响下线路停运率

5．1．1 载荷计算

5．1．2 线路停运率计算

5．2 大停电风险分析建模和仿真过程分析

5．2．1 区域性气候影响下的停电风险分析

5．2．2 风灾影响下的风险分析

5．2．3 冰灾影响下的风险分析

5．2．4 负荷水平影响下的风险分析

5．3 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作

致谢