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電力系統(tǒng)可靠性裕度評(píng)估必要性的研究論文
隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng),電網(wǎng)向遠(yuǎn)距離、超高壓甚至特高壓方向的發(fā)展也越來(lái)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(shí)承受著更大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。電力系統(tǒng)在廣度和深度上都有著進(jìn)一步的發(fā) 展,一些不確定因素對(duì)電網(wǎng)的影響也隨之更加深入。
近些年來(lái)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(shí)也給人們帶來(lái)了一些 啟示:確定性準(zhǔn)則在大電網(wǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行中受到了諸多限制,因此需要一些新 的方法和觀點(diǎn)來(lái)全面反映電網(wǎng)的狀態(tài),如需要考慮電網(wǎng)的一些隨機(jī)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(jì)性,并且要保證供電的 質(zhì)量。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的評(píng)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(dòng)化程度不斷提高,所以在可靠性評(píng)估中的 難度也越來(lái)越大[2]。 如何才能保證電網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行,提高電網(wǎng)可靠性水平, 成為各國(guó)專家學(xué)者關(guān)注的問(wèn)題。 隨著電力系統(tǒng)互聯(lián),電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,某一元件故障可能波及的范圍也 不斷擴(kuò)大,由于組合爆炸問(wèn)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(jìn)行在線連鎖故障分析,從計(jì)算能力和計(jì)算精度方面均遇到難以解決 的困難。
同時(shí),回顧各大連鎖停電故障,可以觀察到的一個(gè)現(xiàn)象是電力系統(tǒng)的 運(yùn)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(shí),某些小概率故障(例如輸電線路懸垂增加 與樹(shù)木接觸,保護(hù)的隱性故障等)發(fā)生的概率顯著增加,且一個(gè)小的事件可能會(huì) 導(dǎo)致一個(gè)大事件乃至突變。 而且,調(diào)度人員可能由于對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)缺乏估 計(jì)和了解,忽視了某些看起來(lái)平常的擾動(dòng),結(jié)果卻可能導(dǎo)致無(wú)法估計(jì)的停電損 失;或者出于對(duì)連鎖大停電故障的過(guò)分擔(dān)憂,實(shí)施相對(duì)保守但更加安全的控制 方案,在一定程度上損害了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。因此針對(duì)上述出現(xiàn)的問(wèn)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(jì)算的速度,具有 重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
本文在對(duì)電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的研究現(xiàn)狀進(jìn)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(gè)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(duì)可靠性裕度評(píng)估主要包括 以下內(nèi)容:
1、利用MATLAB 編寫(xiě)蒙特卡洛的狀態(tài)持續(xù)時(shí)間抽樣法的程序,對(duì)IEEE-24 節(jié)點(diǎn)算例進(jìn)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(duì)偶抽樣、匕首抽樣。通過(guò)編寫(xiě)相關(guān)抽樣,匕首抽樣和對(duì) 偶抽樣的程序,加快仿真的速度。
3.建立負(fù)荷多級(jí)模型,利用IEEE-24 節(jié)點(diǎn)算例來(lái)驗(yàn)證在分級(jí)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(xiě)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(diǎn)算例,將網(wǎng)絡(luò)均衡熵同EENS 兩個(gè)可靠性指標(biāo)相結(jié)合 來(lái)衡量系統(tǒng)可靠性裕度。
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