CN109242239A - 一种交直流混合电网运行风险评估方法和装置 - Google Patents
一种交直流混合电网运行风险评估方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种交直流混合电网运行风险评估方法和装置，先获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的实时状态，然后将实时状态带入预先构建的运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值，最后基于综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估，交直流混合电网的运行风险评估结果准确，为电网调度提供可靠依据。本发明最终的运行风险评估结果为具体的数据，便于直观准确的进行风险对比，对调度来说可以进行快速的后续处理，更加直观具体，也便于交直流混合电网后续的优化；本发明提供的技术方案为交直流电网运行可能发生的各种风险提供充分的风险信息，为进一步提高交直流混合电网可靠性和实用化水平提供基础。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种交直流混合电网运行风险评估方法和装置。
背景技术
随着传统能源的短缺和环境恶化问题的不断加剧，世界各国已经认识到能源的利用与开发必须从传统能源向绿色可再生能源等清洁能源过渡。随着各种大规模可再生能源接入电网，传统的电力装备、电网结构和运行技术等在接纳超大规模可再生能源方面越来越力不从心，为此必须采用新技术、新装备和新电网结构来满足未来能源格局的深刻变化。而基于柔性直流的多端直流输电系统是解决这一问题的有效技术手段之一。
随着柔性直流不断接入交流系统，电网规模不断扩大、网架结构日益复杂和电网面临不确定性因素日益增多。因此电网运行面临的潜在风险也越来越不可低估和忽视，一旦发生故障，将带来严重的经济和社会效益损失。故迫切需要开展含柔性直流的交直流混合电网运行风险研究，这对保障电网安全调度运行和避免严重事故发生具有重要的理论意义和工程实用价值。
现有技术中对多端柔性直流电网接入交直流混合电网的运行风险的评估多立足于规划角度，利用电压越限值和功率越限值对交直流混合电网进行规划，评估周期较长，运行风险评估模型多为简化模型，评估结果不准确。
发明内容
为了克服上述现有技术中交直流混合电网的运行风险评估结果不准确的不足，本发明提供一种交直流混合电网运行风险评估方法和装置，先分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态，然后将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值，最后基于综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估，交直流混合电网的运行风险评估结果准确，为电网调度提供可靠依据。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一方面，本发明提供一种交直流混合电网运行风险评估方法，所述交直流混合电网包括发电机组、交流线路、换流站和直流线路，所述方法包括：
分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态；
将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；
基于所述综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估；
所述运行风险评估模型包括节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
所述将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值，包括：
基于预先构建的两状态模型确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态对应的状态概率；
根据所有的状态概率确定节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值；
根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定综合运行风险指标值。
所述两状态模型的构建，包括：
基于发电机组的所有历史状态、交流线路的所有历史状态、换流站的所有历史状态和直流线路的所有历史状态，通过非序贯蒙特卡洛抽样法确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的状态概率。
所述换流站的状态概率按下式确定：
其中，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，Ek表示换流站第k次抽样的历史状态，表示第h台停运的换流站的强迫停运率，表示第h'台停运的换流站的强迫停运率。
所述节点电压越限风险指标值按下式确定：
其中，Rvol表示节点电压越限风险指标值；pgen(Ek)表示Ek下发电机组的的状态概率，pbran(Ek)为Ek下交流线路的状态概率，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，pbrandc(Ek)为Ek下直流线路的状态概率；e表示自然对数；Ui为节点i的电压标幺值，表示节点i允许通过的最大电压标幺值，表示节点i允许通过的最小电压标幺值；n表示节点总数；N表示抽样次数。
所述线路有功功率越限风险指标值按下式确定：
其中，Rpow表示线路有功功率越限风险指标值，Pm表示线路m的有功功率标幺值，表示线路m的最大有功功率标幺值，line表示线路条数。
所述运行事故状态概率风险指标值按下式确定：
其中，Rfau表示运行事故状态概率风险指标值。
所述计算获得综合风险指标值，包括：
根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定风险发生概率指标值；
基于所述风险发生概率指标值和风险严重程度指标值计算综合运行风险指标值。
所述风险发生概率指标值按下式确定：
其中，Lp表示风险发生概率指标值；R为中间量，其为节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
所述综合运行风险指标值按下式计算：
L＝(1-μ)Lp+μLs
其中，L表示综合运行风险指标值，μ为取值区间为(0，1)的权重系数，Ls表示风险严重程度指标值。
所述风险严重程度指标Ls按下式确定：
所述一级风险严重程度包括：
节点电压越限值超过10％以上、线路有功功率越限值超过20％以上或电网运行事故电压等级为220kV以上；
所述二级风险严重程度包括：
节点电压越限值超过5％-10％、线路有功功率越限值超过10％-20％或电网运行事故电压等级为220kV；
所述三级风险严重程度包括：
节点电压越限值超过2％-5％、线路有功功率越限值超过5％-10％或电网运行事故电压等级为220kV以下。
另一方面，本发明还提供一种交直流混合电网运行风险评估装置，所述交直流混合电网包括发电机组、交流线路、换流站和直流线路，所述装置包括：
获取模块，用于分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态；
计算模块，用于将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；
评估模块，用于基于所述综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估；
所述运行风险评估模型包括节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
所述计算模块包括：
第一确定单元，用于基于预先构建的两状态模型确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态对应的状态概率；
第二确定单元，用于根据所有的状态概率确定节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值；
第三确定单元，用于根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定综合运行风险指标值。
所述第一确定单元包括建模单元，所述建模单元具体用于：
基于发电机组的所有历史状态、交流线路的所有历史状态、换流站的所有历史状态和直流线路的所有历史状态，通过非序贯蒙特卡洛抽样法确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的状态概率。
所述第一确定单元按下式确定换流站的状态概率：
其中，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，Ek表示换流站第k次抽样的历史状态，表示第h台停运的换流站的强迫停运率，表示第h'台停运的换流站的强迫停运率。
所述第二确定单元按下式确定节点电压越限风险指标值：
其中，Rvol表示节点电压越限风险指标值；pgen(Ek)表示Ek下发电机组的的状态概率，pbran(Ek)为Ek下交流线路的状态概率，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，pbrandc(Ek)为Ek下直流线路的状态概率；e表示自然对数；Ui为节点i的电压标幺值，表示节点i允许通过的最大电压标幺值，表示节点i允许通过的最小电压标幺值；n表示节点总数；N表示抽样次数。
所述第第二确定单元按下式确定线路有功功率越限风险指标值：
其中，Rpow表示线路有功功率越限风险指标值，Pm表示线路m的有功功率标幺值，表示线路m的最大有功功率标幺值，line表示线路条数。
所述第二确定单元按下式确定运行事故状态概率风险指标值：
其中，Rfau表示运行事故状态概率风险指标值。
所述第三确定单元包括：
风险发生概率指标值确定单元，用于根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定风险发生概率指标值；
综合运行风险指标值计算单元，用于基于所述风险发生概率指标值和风险严重程度指标值计算综合运行风险指标值。
所述风险发生概率指标值确定单元按下式确定风险发生概率指标值：
其中，Lp表示风险发生概率指标值；R为中间量，其为节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
所述综合运行风险指标值计算单元包括：
第一计算单元，用于按下式计算风险严重程度指标值：
其中，Ls表示风险严重程度指标值；
第二计算单元，用于按下式计算综合运行风险指标值：
L＝(1-μ)Lp+μLs
其中，L表示综合运行风险指标值，μ为取值区间为(0，1)的权重系数。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的交直流混合电网运行风险评估方法，先分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态，然后将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值，最后基于综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估，交直流混合电网的运行风险评估结果准确，为电网调度提供可靠依据；
本发明提供的交直流混合电网运行风险评估装置包括获取模块、计算模块和评估模块，获取模块用于分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态；计算模块用于将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；评估模块用于基于所述综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估，交直流混合电网的运行风险评估结果准确，为电网调度提供可靠依据；
本发明提供的技术方案综合考虑了节点电压、线路功率和交直流电网运行事故三者的风险概率和风险强度等级，得到适用于实际交直流互联电网的运行风险指标，并可以灵活调整相关参数调整交直流混合电网对风险概率和风险强度的权重评估，从而对整个交直流混合电网的实际运行风险指标进行灵活和准确的评估；
本发明最终的运行风险评估结果为具体的数据，综合了电网电压、线路功率等各种风险，便于直观准确的进行风险对比，对调度来说可以进行快速的后续处理，更加直观具体，也便于交直流混合电网后续的优化；
本发明提供的技术方案为交直流电网运行可能发生的各种风险提供充分的风险信息，为进一步提高交直流混合电网可靠性和实用化水平提供基础。
附图说明
图1是本发明实施例中交直流混合电网运行风险评估方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例1提供一种交直流混合电网运行风险评估方法，交直流混合电网包括发电机组、交流线路、换流站和直流线路，具体流程图如图1所示，具体过程如下：
S101：分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态(实时状态，包括停运和运行)；
S102：将S101获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；
S103：基于S102计算的综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估；
上述S102中，运行风险评估模型根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定。
上述S102中，将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值，具体过程如下：
基于预先构建的两状态模型确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态对应的状态概率；
根据所有的状态概率确定节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值；
根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定综合运行风险指标值。
上述两状态模型的构建过程如下：
基于发电机组的所有历史状态、交流线路的所有历史状态、换流站的所有历史状态和直流线路的所有历史状态，通过非序贯蒙特卡洛抽样法确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的状态概率。
上述换流站的状态概率按下式确定：
其中，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，Ek表示换流站第k次抽样的历史状态，表示第h台停运的换流站的强迫停运率，表示第h'台停运的换流站的强迫停运率。
上述S102中，节点电压越限风险指标表征系统在某种运行条件下发生电压越上限或越下限的风险大小，用于表征节点薄弱程度，风险值越大表明节点越薄弱，节点电压越限风险指标值按下式确定：
其中，Rvol表示节点电压越限风险指标值；pgen(Ek)表示Ek下发电机组的的状态概率，pbran(Ek)为Ek下交流线路的状态概率，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，pbrandc(Ek)为Ek下直流线路的状态概率；e表示自然对数；Ui为节点i的电压标幺值，表示节点i允许通过的最大电压标幺值，表示节点i允许通过的最小电压标幺值；n表示节点总数；N表示抽样次数。
上述S102中，线路有功功率越限风险指标表征系统在某种运行条件下线路有功功率超过线路允许最大有功功率的风险大小，用于表征线路薄弱程度，风险值越大表明线路越薄弱，线路有功功率越限风险指标值按下式确定：
其中，Rpow表示线路有功功率越限风险指标值，Pm表示线路m的有功功率标幺值，表示线路m的最大有功功率标幺值，line表示线路条数。
上述S102中，电力系统未采取校正措施会使得某些抽样状态下的系统拓扑结构重构或者系统出现解链现象，记为事故状态，此时严重度函数取最大值1。如果定直流电压控制的换流站退出运行、系统联络线退出运行、平衡母线节点的发电机全部退出运行、系统故障超过相应阶数皆会使交直流系统崩溃，故若出现以上运行状态则定义为运行事故。运行事故状态概率风险指标表征系统出现事故状态概率的风险大小，用于表征系统整体薄弱程度，风险值越大表明该系统越容易出现系统运行崩溃现象，于是运行事故状态概率风险指标值按下式确定：
其中，Rfau表示运行事故状态概率风险指标值。
综合考虑电网节点风险、线路风险和系统整体出现故障的风险，需要针对含直流电网的交直流混合电网的电压、有功功率和故障概率进行统一综合计算，得到电网调控需要的统一风险指标。对整个交直流混合电网运行风险提出综合的整体评估指标，并依据此指标可以对电网调控进行优化，由于运行事故状态概率风险指标最严重的，因此要综合分析，根据抽样运行状态改变网络参数，通过网络结构判断系统是否出现运行事故状态。针本发明根据换流站控制方式特点定义运行事故：定直流电压控制的换流站退出运行、系统联络线退出运行、平衡母线节点的发电机全部退出运行、系统故障超过相应阶数皆会使交直流系统崩溃。经过仿真计算，上述模型的运行事故状态概率风险值及出现次数占比统计结果。
上述S102中，计算获得综合风险指标值，具体过程如下：
根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定风险发生概率指标值；
基于所述风险发生概率指标值和风险严重程度指标值计算综合运行风险指标值。
上述的风险发生概率指标值按下式确定：
其中，Lp表示风险发生概率指标值；R为中间量，其为节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
综合运行风险指标值按下式计算：
L＝(1-μ)Lp+μLs
其中，L表示综合运行风险指标值，μ为取值区间为(0，1)的权重系数，Ls表示风险严重程度指标值。若μ为1，则为传统的确定性安全评估方法，而风险评估应兼顾风险发生的可能性和后果，故将μ设为(0,1)区间内。当μ接近1时，则风险等级结果更侧重于风险发生的后果；当μ接近0时，则风险等级结果更侧重于风险发生的可能性。
上述的风险严重程度指标值Ls的确定过程具体如下：
根据节点电压越限值、线路有功功率越限值和电网运行事故电压等级，按下述过程确定风险严重程度：
当节点电压越限值超过10％以上、线路有功功率越限值超过20％以上或电网运行事故电压等级为220kV以上时，为一级风险严重程度；
当节点电压越限值超过5％-10％、线路有功功率越限值超过10％-20％或电网运行事故电压等级为220kV时，为二级风险严重程度；
当节点电压越限值超过2％-5％、线路有功功率越限值超过5％-10％或电网运行事故电压等级为220kV以下时，为三级风险严重程度。
确定的风险严重程度具体如表1所示：
表1
根据风险严重程度确定风险严重程度指标值，如下式：
其中，Ls表示风险严重程度指标值。
上述S103中，综合运行风险指标值L越大，交直流混合电网的运行风险越大。
实施例2
基于同一发明构思，本发明实施例2还提供一种交直流混合电网运行风险评估装置，交直流混合电网包括发电机组、交流线路、换流站和直流线路，本发明实施例2提供的交直流混合电网运行风险评估装置包括获取模块、计算模块和评估模块，，下面对上述几个模块的功能进行详细说明：
其中的获取模块，用于分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态；
其中的计算模块，用于将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；
其中的评估模块，用于基于综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估。
运行风险评估模型根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定。
上述计算模块包括：
第一确定单元，用于基于预先构建的两状态模型确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态对应的状态概率；
第二确定单元，用于根据所有的状态概率确定节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值；
第三确定单元，用于根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定综合运行风险指标值。
上述第一确定单元包括建模单元，该建模单元按下述过程构建两状态模型：
基于发电机组的所有历史状态、交流线路的所有历史状态、换流站的所有历史状态和直流线路的所有历史状态，通过非序贯蒙特卡洛抽样法确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的状态概率。
上述第一确定单元按下式确定换流站的状态概率：
其中，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，Ek表示换流站第k次抽样的历史状态，表示第h台停运的换流站的强迫停运率，表示第h'台停运的换流站的强迫停运率。
上述的第二确定单元按下式确定节点电压越限风险指标值：
其中，Rvol表示节点电压越限风险指标值；pgen(Ek)表示Ek下发电机组的的状态概率，pbran(Ek)为Ek下交流线路的状态概率，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，pbrandc(Ek)为Ek下直流线路的状态概率；e表示自然对数；Ui为节点i的电压标幺值，表示节点i允许通过的最大电压标幺值，表示节点i允许通过的最小电压标幺值；n表示节点总数；N表示抽样次数。
上述的第二确定单元按下式确定线路有功功率越限风险指标值：
其中，Rpow表示线路有功功率越限风险指标值，Pm表示线路m的有功功率标幺值，表示线路m的最大有功功率标幺值，line表示线路条数。
上述的第二确定单元按下式确定运行事故状态概率风险指标值：
其中，Rfau表示运行事故状态概率风险指标值。
上述的第三确定单元包括：
风险发生概率指标值确定单元，用于根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定风险发生概率指标值；
综合运行风险指标值计算单元，用于基于风险发生概率指标值和风险严重程度指标值计算综合运行风险指标值。
上述的风险发生概率指标值确定单元按下式确定风险发生概率指标值：
其中，Lp表示风险发生概率指标值；R为中间量，其为节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
上述的综合运行风险指标值计算单元包括：
1)第一计算单元，用于按下式计算风险严重程度指标值：
其中，Ls表示风险严重程度指标值；
一级风险严重程度为：节点电压越限值超过10％以上、线路有功功率越限值超过20％以上或电网运行事故电压等级为220kV以上；
二级风险严重程度为：节点电压越限值超过5％-10％、线路有功功率越限值超过10％-20％或电网运行事故电压等级为220kV；
三级风险严重程度为：当节点电压越限值超过2％-5％、线路有功功率越限值超过5％-10％或电网运行事故电压等级为220kV以下。
2)第二计算单元，用于按下式计算综合运行风险指标值：
L＝(1-μ)Lp+μLs
其中，L表示综合运行风险指标值，μ为取值区间为(0，1)的权重系数；
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (22)
1.一种交直流混合电网运行风险评估方法，所述交直流混合电网包括发电机组、交流线路、换流站和直流线路，其特征在于，所述方法包括：
分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态；
将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；
基于所述综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估；
所述运行风险评估模型根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定。
2.根据权利要求1所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值，包括：
基于预先构建的两状态模型确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态对应的状态概率；
根据所有的状态概率确定节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值；
根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定综合运行风险指标值。
3.根据权利要求2所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述两状态模型的构建，包括：
基于发电机组的所有历史状态、交流线路的所有历史状态、换流站的所有历史状态和直流线路的所有历史状态，通过非序贯蒙特卡洛抽样法确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的状态概率。
4.根据权利要求3所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述换流站的状态概率按下式确定：
其中，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，Ek表示换流站第k次抽样的历史状态，
表示第h台停运的换流站的强迫停运率，表示第h'台停运的换流站的强迫停运率。
5.根据权利要求4所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述节点电压越限风险指标值按下式确定：
其中，Rvol表示节点电压越限风险指标值；pgen(Ek)表示Ek下发电机组的状态概率，pbran(Ek)为Ek下交流线路的状态概率，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，pbrandc(Ek)为Ek下直流线路的状态概率；e表示自然对数；Ui为节点i的电压标幺值，表示节点i允许通过的最大电压标幺值，表示节点i允许通过的最小电压标幺值；n表示节点总数；N表示抽样次数。
6.根据权利要求5所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述线路有功功率越限风险指标值按下式确定：
其中，Rpow表示线路有功功率越限风险指标值，Pm表示线路m的有功功率标幺值，表示线路m的最大有功功率标幺值，line表示线路条数。
7.根据权利要求5所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述运行事故状态概率风险指标值按下式确定：
其中，Rfau表示运行事故状态概率风险指标值。
8.根据权利要求1所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述计算获得综合风险指标值，包括：
根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定风险发生概率指标值；
基于所述风险发生概率指标值和风险严重程度指标值计算综合运行风险指标值。
9.根据权利要求8所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述风险发生概率指标值按下式确定：
其中，Lp表示风险发生概率指标值；R为中间量，其为节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
10.根据权利要求9所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述综合运行风险指标值按下式计算：
L＝(1-μ)Lp+μLs
其中，L表示综合运行风险指标值，μ为取值区间为(0，1)的权重系数，Ls表示风险严重程度指标值。
11.根据权利要求10所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述风险严重程度指标Ls按下式确定：
12.根据权利要求11所述的交直流混合电网运行风险评估方法，其特征在于，所述一级风险严重程度包括：
当节点电压越限值超过10％以上、线路有功功率越限值超过20％以上或电网运行事故电压等级为220kV以上；
所述二级风险严重程度包括：
节点电压越限值超过5％-10％、线路有功功率越限值超过10％-20％或电网运行事故电压等级为220kV；
所述三级风险严重程度包括：
节点电压越限值超过2％-5％、线路有功功率越限值超过5％-10％或电网运行事故电压等级为220kV以下。
13.一种交直流混合电网运行风险评估装置，所述交直流混合电网包括发电机组、交流线路、换流站和直流线路，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于分别获取发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态；
计算模块，用于将获取的所有状态带入运行风险评估模型，计算获得综合风险指标值；
评估模块，用于基于所述综合运行风险指标值对交直流混合电网的运行风险进行评估；
所述运行风险评估模型根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定。
14.根据权利要求12所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述计算模块包括：
第一确定单元，用于基于预先构建的两状态模型确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路的状态对应的状态概率；
第二确定单元，用于根据所有的状态概率确定节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值；
第三确定单元，用于根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定综合运行风险指标值。
15.根据权利要求14所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述第一确定单元包括建模单元，所述建模单元具体用于：
基于发电机组的所有历史状态、交流线路的所有历史状态、换流站的所有历史状态和直流线路的所有历史状态，通过非序贯蒙特卡洛抽样法确定发电机组、交流线路、换流站和直流线路各自的状态概率。
16.根据权利要求15所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述第一确定单元按下式确定换流站的状态概率：
其中，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，Ek表示换流站第k次抽样的历史状态，表示第h台停运的换流站的强迫停运率，表示第h'台停运的换流站的强迫停运率。
17.根据权利要求16所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述第二确定单元按下式确定节点电压越限风险指标值：
其中，Rvol表示节点电压越限风险指标值；pgen(Ek)表示Ek下发电机组的的状态概率，pbran(Ek)为Ek下交流线路的状态概率，pconvs(Ek)表示Ek下换流站的状态概率，pbrandc(Ek)为Ek下直流线路的状态概率；e表示自然对数；Ui为节点i的电压标幺值，表示节点i允许通过的最大电压标幺值，表示节点i允许通过的最小电压标幺值；n表示节点总数；N表示抽样次数。
18.根据权利要求17所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述第二确定单元按下式确定线路有功功率越限风险指标值：
其中，Rpow表示线路有功功率越限风险指标值，Pm表示线路m的有功功率标幺值，表示线路m的最大有功功率标幺值，line表示线路条数。
19.根据权利要求17所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述第二确定单元按下式确定运行事故状态概率风险指标值：
其中，Rfau表示运行事故状态概率风险指标值。
20.根据权利要求14所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述第三确定单元包括：
风险发生概率指标值确定单元，用于根据节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值确定风险发生概率指标值；
综合运行风险指标值计算单元，用于基于所述风险发生概率指标值和风险严重程度指标值计算综合运行风险指标值。
21.根据权利要求20所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述风险发生概率指标值确定单元按下式确定风险发生概率指标值：
其中，Lp表示风险发生概率指标值；R为中间量，其为节点电压越限风险指标值、线路有功功率越限风险指标值或运行事故状态概率风险指标值。
22.根据权利要求21所述的交直流混合电网运行风险评估装置，其特征在于，所述综合运行风险指标值计算单元包括：
第一计算单元，用于按下式计算风险严重程度指标值：
其中，Ls表示风险严重程度指标值；
第二计算单元，用于按下式计算综合运行风险指标值：
L＝(1-μ)Lp+μLs
其中，L表示综合运行风险指标值，μ为取值区间为(0，1)的权重系数。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110378578A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于点估计的交直流混联配电网风险评估方法 |
| CN111812710A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 基于蒙特卡洛和最大-最小法的地震psa定量化算法 |
| CN113270886A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 直流群送端电网稳控策略的适应性评估方法及系统 |
| CN113538168A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 国网天津市电力公司 | 交直流混联城市电网脆弱性评估方法 |
| CN113762748A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-07 | 清华大学 | 基于线路潮流方向优化的韧性电网风险评估方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040167731A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-08-26 | Abb, Inc. | Failure rate adjustment for electric power network reliability analysis |
| JP2006340534A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電力系統停止評価方法及び装置、並びに電力系統管理方法及び装置 |
| CN106803153A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-06 | 中国电力科学研究院 | 一种多馈入交直流系统换相失败风险的评估方法及系统 |
| CN107862470A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-30 | 国网北京市电力公司 | 事故风险等级的确定方法及装置、存储介质 |
-
2018
- 2018-07-23 CN CN201810809006.1A patent/CN109242239A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040167731A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-08-26 | Abb, Inc. | Failure rate adjustment for electric power network reliability analysis |
| JP2006340534A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電力系統停止評価方法及び装置、並びに電力系統管理方法及び装置 |
| CN106803153A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-06 | 中国电力科学研究院 | 一种多馈入交直流系统换相失败风险的评估方法及系统 |
| CN107862470A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-30 | 国网北京市电力公司 | 事故风险等级的确定方法及装置、存储介质 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| XIAOJING HU ET AL.: "Analysis and Assessment of Operation Risk for Hybrid AC/DC Power System based on the Monte Carlo Method", 《E3S WEB OF CONFERENCES》 * |
| 李岩等: "特高压交直流混联电网连锁故障安稳风险评估", 《高电压技术》 * |
| 王一枫 等: "电网运行风险评估与定级体系的构建及应用", 《电力系统与自动化》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110378578A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-25 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于点估计的交直流混联配电网风险评估方法 |
| CN110378578B (zh) * | 2019-07-03 | 2021-09-28 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于点估计的交直流混联配电网风险评估方法 |
| CN111812710A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 基于蒙特卡洛和最大-最小法的地震psa定量化算法 |
| CN111812710B (zh) * | 2020-07-15 | 2024-04-09 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 基于蒙特卡洛和最大-最小法的地震psa定量化算法 |
| CN113270886A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 直流群送端电网稳控策略的适应性评估方法及系统 |
| CN113538168A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 国网天津市电力公司 | 交直流混联城市电网脆弱性评估方法 |
| CN113538168B (zh) * | 2021-07-23 | 2022-07-29 | 国网天津市电力公司 | 交直流混联城市电网脆弱性评估方法 |
| CN113762748A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-07 | 清华大学 | 基于线路潮流方向优化的韧性电网风险评估方法及系统 |
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