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電力系統(tǒng)可靠性裕度評估必要性的研究論文
隨著經(jīng)濟的增長,電網(wǎng)向遠距離、超高壓甚至特高壓方向的發(fā)展也越來越 快,網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模日益龐大,結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜。電力系統(tǒng)取得巨大的聯(lián)網(wǎng)效益, 但是同時承受著更大的潛在風(fēng)險。電力系統(tǒng)在廣度和深度上都有著進一步的發(fā) 展,一些不確定因素對電網(wǎng)的影響也隨之更加深入。
近些年來不斷發(fā)生大范圍 的停電事故,如2003 年的美加大停電波及范圍更廣,同時也給人們帶來了一些 啟示:確定性準(zhǔn)則在大電網(wǎng)的規(guī)劃和運行中受到了諸多限制,因此需要一些新 的方法和觀點來全面反映電網(wǎng)的狀態(tài),如需要考慮電網(wǎng)的一些隨機事件[1]。
電 力系統(tǒng)的作用和任務(wù)就是保證用戶用電的可靠性和經(jīng)濟性,并且要保證供電的 質(zhì)量。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大,對電力系統(tǒng)可靠性的評估也要求更加準(zhǔn)確, 但是系統(tǒng)元件的不斷增加,系統(tǒng)自動化程度不斷提高,所以在可靠性評估中的 難度也越來越大[2]。 如何才能保證電網(wǎng)安全可靠的運行,提高電網(wǎng)可靠性水平, 成為各國專家學(xué)者關(guān)注的問題。 隨著電力系統(tǒng)互聯(lián),電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,某一元件故障可能波及的范圍也 不斷擴大,由于組合爆炸問題,不可能在線分析所有可能的故障組合。采用常 規(guī)的方法進行在線連鎖故障分析,從計算能力和計算精度方面均遇到難以解決 的困難。
同時,回顧各大連鎖停電故障,可以觀察到的一個現(xiàn)象是電力系統(tǒng)的 運行狀態(tài)隨著故障的連鎖發(fā)生而不斷惡化,系統(tǒng)內(nèi)其他元件承受的負(fù)荷不斷增 加,系統(tǒng)趨近于某種臨界狀態(tài),此時,某些小概率故障(例如輸電線路懸垂增加 與樹木接觸,保護的隱性故障等)發(fā)生的概率顯著增加,且一個小的事件可能會 導(dǎo)致一個大事件乃至突變。 而且,調(diào)度人員可能由于對當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)缺乏估 計和了解,忽視了某些看起來平常的擾動,結(jié)果卻可能導(dǎo)致無法估計的停電損 失;或者出于對連鎖大停電故障的過分擔(dān)憂,實施相對保守但更加安全的控制 方案,在一定程度上損害了運行經(jīng)濟性。因此針對上述出現(xiàn)的問題,如何利用 新的方法更加準(zhǔn)確和全面的反映電力系統(tǒng)的可靠性,并提高計算的速度,具有 重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價值。
本文在對電力系統(tǒng)可靠性評估的研究現(xiàn)狀進行學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,主要利用蒙 特卡洛法建立了可靠性裕度標(biāo)尺,可靠性裕度即系統(tǒng)距離下一個可靠性程度更 差的系統(tǒng)狀態(tài)的距離,以及距離臨界狀態(tài)的距離。
對可靠性裕度評估主要包括 以下內(nèi)容:
1、利用MATLAB 編寫蒙特卡洛的狀態(tài)持續(xù)時間抽樣法的程序,對IEEE-24 節(jié)點算例進行修改,建立可靠性裕度標(biāo)尺。
2.在建立可靠性裕度標(biāo)尺的基礎(chǔ)上分別研究了三種蒙特卡洛法中的方差減 小技術(shù)即相關(guān)抽樣、對偶抽樣、匕首抽樣。通過編寫相關(guān)抽樣,匕首抽樣和對 偶抽樣的程序,加快仿真的速度。
3.建立負(fù)荷多級模型,利用IEEE-24 節(jié)點算例來驗證在分級負(fù)荷模型下系 統(tǒng)可靠性指標(biāo)的求取更加的準(zhǔn)確。
4.編寫MATLAB 和VC++6.0 程序,利用網(wǎng)絡(luò)均衡熵作為指標(biāo)衡量系統(tǒng)可 靠性,采用IEEE-24 節(jié)點算例,將網(wǎng)絡(luò)均衡熵同EENS 兩個可靠性指標(biāo)相結(jié)合 來衡量系統(tǒng)可靠性裕度。
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