CN109377112A - 一种输电线路安全可靠性评价方法 - Google Patents

一种输电线路安全可靠性评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种输电线路安全可靠性评价方法，所述的方法包括：S1,获取输电线路满足N‑1、N‑2标准的比例，计算N‑1、N‑2通过率得分＝N‑1、N‑2通过率*100；S2：分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度，根据重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度4个指标平均值与4个指标之间的差值对潮流分布合理性进行评分；S3：计算短路电流充裕度得到短路电流合理性评分；S4：根据变电容载比与标准区间之间的差值进行变电容载比评分；S5：根据负荷削减概率和年期望缺供电量进行用电可靠性评分；S6：综合步骤S1‑S5的评分项，加和得出可靠性总评分。本发明通过安全可靠性和用电可靠性结合实现了综合评价。

Description

一种输电线路安全可靠性评价方法
技术领域
本发明主要涉及电力系统运行分析、可靠性评估等相关领域，具体涉及一种输电线路安全可靠性评价方法。
背景技术
随着电力系统规模的不断扩大以及电力设备大量增加，电力系统可靠性评估对整个电力系统安全稳定运行至关重要。
当前系统可靠性评估多采用蒙特卡洛模拟法，应用该方法进行大电网可靠性评估更具灵活性。但传统蒙特卡洛计算的主要不足是计算精度与计算效率紧密相关，即为获得高精度计算结果，需要更长的计算时间。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种输电线路安全可靠性评价方法，主要通过安全可靠性和用电可靠性结合实现综合评价。
本发明的技术方案是按以下方式实现的：
本发明提供一种输电线路安全可靠性评价方法，所述的方法包括：
S1,获取输电线路满足N-1、N-2标准的比例，计算N-1、N-2通过率得分＝N-1、N-2通过率*100；
S2：分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度，根据重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度4个指标平均值与4个指标之间的差值对潮流分布合理性进行评分；
S3：计算短路电流充裕度得到短路电流合理性评分；
S4：计算变电容载比，根据变电容载比与标准区间之间的差值进行变电容载比评分；
S5：计算负荷削减概率，根据负荷削减概率进行用电可靠性评分；
S6：综合步骤S1-S5的评分项，加和得出可靠性总评分。
进一步的，步骤S2的具体实现过程为：
分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度；
计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度的平均值；
分别计算平均值与重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度之间的差值；
计算潮流分布合理性评分＝(1-4个差值之和)*100。
进一步的，最大负载率的计算公式为：最大负载率＝max(l1,l2,...,ln)，其中，li为第i条线路的负载率。
进一步的，负载不均衡度得计算公式为：
其中，各指标都是在系统最大负荷下的计算值，n为线路总数，li为第i条线路的负载率，为所有线路负载率的平均值。
进一步的，步骤S3的具体实现过程为：
计算
计算短路电流合理性评分＝短路电流充裕度*100。
进一步的，步骤S4的具体实现过程为：
计算变电容载比其中，∑Se表示变电站总变电容量，Pmax表示最大负荷；
计算
进一步的，步骤S5的具体实现过程为：
计算负荷削减概率PLC；
计算用电可靠性评分＝(1-PLC)*100。
进一步的，步骤S5中，负荷削减概率的计算过程为：
计算系统失效状态对应的概率为其中，m(Sf)为系统失效状态Sf在随机抽样中出现的次数，M为随机抽样总数；
计算负荷削减概率为式中，NL为系统负荷状态数，Fl为在负荷状态l下系统失效状态集合，Tl为负荷状态l的持续时间，T为负荷曲线持续时间。
进一步的，步骤S6中，还需要计算期望缺供电量EENS，期望缺供电量EENS的计算过程为：
计算系统失效状态对应的概率为其中，m(Sf)为系统失效状态Sf在随机抽样中出现的次数，M为随机抽样总数；
其中，E(Sf)为失效状态Sf下系统的负荷削减量。
本发明的有益效果是：
主要通过确立N-1、N-2通过率、潮流分布合理性、短路电流合理性、变电容载比对安全可靠性进行评价，通过负荷削减概率对用电可靠性进行评价，通过对两种评价的结合，实现了对可靠性全面、综合的评价，提升了评价准确性，同时，相比于蒙特卡洛计算，本申请的计算目标明确，计算过程唯一确定，计算效率更佳。
附图说明
图1是本发明方法的整体流程图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，下文的公开提供了具体实施方式用来实现本发明的装置及方法，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实现本发明。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。应当理解，尽管本发明描述了其优选的具体实施方案，然而这些只是对实施方案的阐述，而不是限制本发明的范围。
实施例
如图1所示，本申请提供了一种输电线路安全可靠性评价方法，所述的方法包括：
S1,获取输电线路满足N-1、N-2标准的比例，计算N-1、N-2通过率得分＝N-1、N-2通过率*100。
该指标是用来评价某一输电线路满足N-1、N-2标准的比例，用来校验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求，反映了电网供电的安全性和抵抗大面积停电的能力。满足N-1、N-2的输电线路定义为：电网中任意一个(两个)元件(输电线路、变压器等)发生故障时，电网仍能通过操作开关等方式保持安全稳定运行，且保证电网中其他元件不会过负荷。因而，N-1、N-2通过率等于满足N-1、N-2的设备数量占总校验设备比例。
S2：理想的电网规划方案下，不同输电线路的负载率(线路实际潮流与额定容量的比值)应该接近。若存在过多的重载线路，则该方案安全性较差，需要加强投资以缓解线路运行水平；反之，若存在大量的轻载线路，则该方案冗余性较高，投资过于超前而造成浪费。因此，一个合理的电网结构，应该是各条线路的负载率接近，线路负载率的方差不能太大。
将潮流分布合理性指标具体划分为重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度等4个指标。分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度，根据重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度4个指标平均值与4个指标之间的差值对潮流分布合理性进行评分。
步骤S2的具体实现过程为：
分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度，其中，重载线路比例为重载线路数与所有线路总数之比；轻载线路比例为轻载线路数与所有线路总数之比；最大负载率为所有线路负载率的最大值，即最大负载率＝max(l1,l2,...,ln)；负载不均衡度为所有线路负载率的方差，即式中，各指标都是在系统最大负荷下的计算值，n为线路总数，li为第i条线路的负载率，为所有线路负载率的平均值。
计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度的平均值。
分别计算平均值与重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度之间的差值，4个差值分别为X1、X2、X3、X4。
根据上一步骤的计算结果，计算潮流分布合理性评分＝(1-(X1+X2+X3+X4))*100。
S3：随着系统不断扩大，如果电网结构不合理，则系统局部的短路电流不断增大，将给电力设备的安全运行带来隐患。定义短路电流充裕度作为表征短路电流合理性的指标，计算短路电流充裕度得到短路电流合理性评分，该步骤S3的具体实现过程为：首先，计算然后，计算短路电流合理性评分＝短路电流充裕度*100。
S4：变电容载比是指变电容量与最大负荷的比值，它表明某一地区的安装容量与最高实际运行容量的关系，反映容量备用的情况，可用于表征电网的供电能力。容载比过大，说明可以提供的容量较多，表明电网投资过大，出现冗余性；反之，容载比过小，则有可能是电网发展跟不上负荷的增长，适应性差，削弱电网的可靠性。因此，该步骤中计算变电容载比，根据变电容载比与标准区间之间的差值进行变电容载比评分。
步骤S4的具体实现过程为：首先，计算变电容载比其中，∑Se表示变电站总变电容量，Pmax表示最大负荷；然后，计算
S5：计算负荷削减概率，根据负荷削减概率进行用电可靠性评分，其中，用电可靠性评分＝(1-PLC)*100。
对于任意一个系统故障状态i，如果该状态下最小负荷削减量不为0，则将该状态记为系统失效状态Sf。对于系统的所有故障状态进行随机抽样，如果抽样的数量足够大时，状态i的抽样频率可作为对其发生概率的无偏估计。则系统失效状态对应的概率为：
式中，m(Sf)为系统失效状态Sf在随机抽样中出现的次数，M为随机抽样总数。
因此，可得到负荷削减概率的计算公式为：
式中，NL为系统负荷状态数，Fl为在负荷状态l下系统失效状态集合，Tl为负荷状态l的持续时间，T为负荷曲线持续时间。
S6：综合步骤S1-S5的评分项，加和得出可靠性总评分。
在步骤S6中，为了更好的对电网规划方案的用电可靠性进行评价，还需要计算期望缺供电量EENS，EENS是指在运行期间内由于输变电设备随机故障而导致的负荷缺供电量的期望值，期望缺供电量EENS的计算过程为：
计算系统失效状态对应的概率为其中，m(Sf)为系统失效状态Sf在随机抽样中出现的次数，M为随机抽样总数；
其中，E(Sf)为失效状态Sf下系统的负荷削减量。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施方式大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (9)

1.一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，所述的方法包括：
S1,获取输电线路满足N-1、N-2标准的比例，计算N-1、N-2通过率得分＝N-1、N-2通过率*100；
S2：分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度，根据重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度4个指标平均值与4个指标之间的差值对潮流分布合理性进行评分；
S3：计算短路电流充裕度得到短路电流合理性评分；
S4：计算变电容载比，根据变电容载比与标准区间之间的差值进行变电容载比评分；
S5：计算负荷削减概率，根据负荷削减概率进行用电可靠性评分；
S6：综合步骤S1-S5的评分项，加和得出可靠性总评分。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，步骤S2的具体实现过程为：
分别计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度；
计算重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度的平均值；
分别计算平均值与重载线路比例、轻载线路比例、最大负载率、负载不均衡度之间的差值；
计算潮流分布合理性评分＝(1-4个差值之和)*100。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，最大负载率的计算公式为：最大负载率＝max(l1,l2,...,ln)，其中，li为第i条线路的负载率。
4.根据权利要求2所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，负载不均衡度得计算公式为：其中，各指标都是在系统最大负荷下的计算值，n为线路总数，li为第i条线路的负载率，为所有线路负载率的平均值。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，步骤S3的具体实现过程为：
计算
计算短路电流合理性评分＝短路电流充裕度*100。
6.根据权利要求1所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，步骤S4的具体实现过程为：
计算变电容载比其中，∑Se表示变电站总变电容量，Pmax表示最大负荷；
计算
7.根据权利要求1所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，步骤S5的具体实现过程为：
计算负荷削减概率PLC；
计算用电可靠性评分＝(1-PLC)*100。
8.根据权利要求7所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，步骤S5中，负荷削减概率的计算过程为：
计算系统失效状态对应的概率为其中，m(Sf)为系统失效状态Sf在随机抽样中出现的次数，M为随机抽样总数；
计算负荷削减概率为式中，NL为系统负荷状态数，Fl为在负荷状态l下系统失效状态集合，Tl为负荷状态l的持续时间，T为负荷曲线持续时间。
9.根据权利要求1所述的一种输电线路安全可靠性评价方法，其特征在于，步骤S6中，还需要计算期望缺供电量EENS，期望缺供电量EENS的计算过程为：
计算系统失效状态对应的概率为其中，m(Sf)为系统失效状态Sf在随机抽样中出现的次数，M为随机抽样总数；
其中，E(Sf)为失效状态Sf下系统的负荷削减量。
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