用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法技術

本發明專利技術公開一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，該方法摒棄現有最優削減負荷、比例削減負荷、就近削減負荷等傳統方法，而采用潮流靈敏度分析法，實現了一次調整到位不用迭代的目標，減少計算量且節點注入功率調整量最小；確保每步調整潮流都收斂，就可以將多重線路故障轉換成單重線路故障進行評估，加快了每一狀態的評估速度；對所有的解列電氣島均進行潮流計算，且保證其收斂，并且在存儲時按照電氣島狀態進行存儲，保證后續單重故障仍能進行，使得切負荷的方案更為合理。

Single line fault load reduction method for reliability evaluation

The invention discloses a method for evaluating the reliability of single line fault load reduction method, the method of optimal load shedding, to abandon the existing proportional load, the nearest load shedding and other traditional methods, and the analysis method of power flow sensitivity, to achieve a goal without iterative adjustment in place, reduce the amount of calculation and adjustment of power injection each adjustment trend is minimum; to ensure convergence, it can be converted into a multi line fault of single line fault assessment, accelerate each state assessment of speed; electrical Island were all solutions of power flow calculation, and ensure its convergence, and is stored in a state of the island in accordance with the electrical storage, ensure follow-up single fault can still, makes the load shedding scheme is more reasonable.

【技術實現步驟摘要】
用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法
本專利技術屬于電網供電
，特別是涉及一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法。
技術介紹
電力系統可靠性是可靠性理論在電力系統中的應用。電力系統可靠性是電力系統按可接受的質量標準和所需數量不間斷地向電力用戶供應電力和電能量能力的度量。目前大電力系統可靠性評估技術的工程應用成果主要集中在充裕度研究領域，為了反映系統的動態可靠性，需要進行安全性領域的探討。電力系統安全性分析的計算復雜度遠遠大于充裕度，目前國內外對安全性問題的研究都還處于起步和探索階段，系統建模、算法研究、指標體系的建立和軟件實現等方面都還有很多工作需要開展。現在仍面臨著相當大的困難，其中，計算復雜性問題是目前進行電力系統可靠性評估的最大障礙。目前，在進行電力系統可靠性評估時，都在設法降低計算的復雜性，比如“以空間換時間”的思想，即通過合并相同系統狀態，采用存儲系統狀態和狀態評估結果的方法來減少需要評估的系統狀態數，減少計算量，但代價是需要占用大量的內存。但僅減少需要評估的系統狀態數是不夠的，為了進一步減少計算量，需要加速每一系統狀態評估的速度。在實踐中，對給定系統狀態進行評估，最費時的情況是出現在多個元件退出運行導致潮流計算收斂困難的情況。一般而言，正常潮流計算和單重故障評估的速度是相對較快的，在保證在任意系統狀態下單重故障的潮流計算均收斂且在采取適當的發電機功率調整和切負荷措施后無元件過負荷發生的條件下，就能夠將多重故障評估轉換為單重故障評估，這樣就可以極大地加速每一狀態的評估速度。電力系統是一個復雜、動態的系統，元件是電力系統的最小單位，電力系統的主要元件包括變壓器、發電機、線路、電容電抗器等，其中線路是最主要的原件之一，線路發生故障，就會導致停運狀態的出現，而這種狀態的出現是隨機的。因此，研究一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，對于電力系統的可靠性評估具有重要的意義。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足之處，本專利技術提供一種能用于可靠性評估、且計算耗時少的單重發電機故障負荷削減方法。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，包括以下步驟：S1：判斷系統是否解列，如果是，則轉步驟S3執行，否則，繼續執行步驟S2；S2：進行故障后潮流計算，并采取潮流靈敏度分析法調整發電機出力和切負荷，逐步降低開斷線路的功率，直到故障后潮流計算收斂；S3：對每個電氣島進行不平衡功率調整，且保證其潮流計算收斂，并將電氣島狀態進行存儲；S4：輸出發電機調整量和切負荷量；優選的，所述步驟S2中潮流靈敏度S的定義為線路功率調整量△Pij與節點注入功率調整量△Pk的比值，即：其中：K是注入功率變化的節點序號，θi和θj分別為節點i、j的相角，Xij為線路電抗。優選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法遵循總注入功率平衡原則，在指定增加注入功率的節點和增量的同時，指定減少注入功率的節點和減量。優選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法按照功率平衡原則確定節點對，功率調整量與潮流靈敏度的乘積必須小于0。優選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法在功率調整過程中，優先增加發電機出力，只有在系統無可加發電機出力或者提高發電機出力不滿足時才進行切負荷。優選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法在功率調整過程中，將切負荷等效為增加節點注入功率，參與功率平衡調整，與減少發電機出力匹配。優選的，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法在功率調整過程中，平衡節點參與調整，潮流靈敏度為0。優選的，所述步驟S3中不平衡功率調整是采用所述潮流靈敏度分析法實施的。與現有技術相比，本專利技術的益處在于：采用了潮流靈敏度分析方法進行發電機出力和切負荷的調整，而不是就近調整、最優調整或按比例調整，實現了一次調整到位不用迭代的目標，減少計算量且節點注入功率調整量最小；確保每步調整潮流都收斂，就可以將多重線路故障轉換成單重線路故障進行評估，加快了每一狀態的評估速度；對所有的解列電氣島均進行潮流計算，且保證其收斂，并且在存儲時按照電氣島狀態進行存儲，保證后續單重故障仍能進行，切負荷的方案更為合理。附圖說明圖1為本專利技術用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法的流程圖。具體實施方式如圖1所示，一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，包括以下步驟：S1：判斷系統是否解列，如果是，則轉步驟S3執行，否則，繼續執行步驟S2；S2：進行故障后潮流計算，并采取潮流靈敏度分析法調整發電機出力和切負荷，逐步降低開斷線路的功率，直到故障后潮流計算收斂；S3：對每個電氣島進行不平衡功率調整，且保證其潮流計算收斂，并將電氣島狀態進行存儲；S4：輸出發電機調整量和切負荷量；靈敏度指標反映了設備參數的微小變化所引起的系統可靠性的改變程度及改變趨勢。本實施例中，潮流靈敏度S的定義為線路功率調整量△Pij與節點注入功率調整量△Pk的比值，即：其中：K是注入功率變化的節點序號，θi和θj分別為節點i、j的相角，Xij為線路電抗。如果需要調節某線路的功率，根據潮流靈敏度矩陣S可以直接計算節點注入功率的調節量，由于潮流靈敏度矩陣S是常數矩陣，無論節點注入功率調節量多大，其調節效果與改變節點注入功率然后采用直流潮流計算結果相同。因此采用潮流靈敏度矩陣S進行線路功率調整，既實現了一次調整到位不用迭代的目標，又保證了足夠的精度，而且可以根據潮流靈敏度的大小順序使節點注入功率調整量最小。為了保證切負荷方案合理，利用潮流靈敏度分析法進行負荷削減，必須遵循以下原則：（1）總注入功率平衡原則。即指定增加注入功率（提高機組出力或切負荷）的節點和增量的同時，指定減少注入功率（減機組出力）的節點和減量。（2）按照功率平衡原則確定節點對，功率調整量與潮流靈敏度的乘積必須小于0，保證調整結果使線路功率降低。（3）在功率調整過程中，優先增加發電機出力。只有在系統無可加發電機出力或者提高發電機出力不滿足原則2時才進行切負荷。（4）將切負荷等效為增加節點注入功率，參與功率平衡調整，與減少發電機出力匹配。（5）平衡節點參與調整，潮流靈敏度為0。平衡節點參與調整的原因在于平衡節點也是一特殊的發電機節點，如果所有節點的靈敏度均負或均正，平衡節點參與調整可以減少功率調整量。由于平衡節點還需要承擔平衡網損的作用，因此將其最大出力指定為其發電機最大出力的80%。本實施例中，不平衡功率調整也是采用潮流靈敏度分析法實施的，而潮流計算方法是一種公知的技術方法，在此不再贅述。本專利技術采用潮流靈敏度分析方法進行發電機出力和切負荷的調整，而不是就近調整、最優調整或按比例調整，實現了一次調整到位不用迭代的目標，減少計算量且節點注入功率調整量最小；確保每步調整潮流都收斂，就可以將多重線路故障轉換成單重線路故障進行評估，加快了每一狀態的評估速度；對所有的解列電氣島均進行潮流計算，且保證其收斂，并且在存儲時按照電氣島狀態進行存儲，保證后續單重故障仍能進行，切負荷的方案更為合理。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：判斷系統是否解列，如果是，則轉步驟S3執行，否則，繼續執行步驟S2；S2：進行故障后潮流計算，并采取潮流靈敏度分析法調整發電機出力和切負荷，逐步降低開斷線路的功率，直到故障后潮流計算收斂；S3：對每個電氣島進行不平衡功率調整，且保證其潮流計算收斂，并將電氣島狀態進行存儲；S4：輸出發電機調整量和切負荷量。

【技術特征摘要】
1.一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：判斷系統是否解列，如果是，則轉步驟S3執行，否則，繼續執行步驟S2；S2：進行故障后潮流計算，并采取潮流靈敏度分析法調整發電機出力和切負荷，逐步降低開斷線路的功率，直到故障后潮流計算收斂；S3：對每個電氣島進行不平衡功率調整，且保證其潮流計算收斂，并將電氣島狀態進行存儲；S4：輸出發電機調整量和切負荷量。2.根據權利要求1所述的一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，其特征在于，所述步驟S2中潮流靈敏度S的定義為線路功率調整量△Pij與節點注入功率調整量△Pk的比值，即：其中：K是注入功率變化的節點序號，θi和θj分別為節點i、j的相角，Xij為線路電抗。3.根據權利要求1所述的一種用于可靠性評估的單重線路故障負荷削減方法，其特征在于，所述步驟S2中潮流靈敏度分析法遵循總注入功率平衡原則，在指定增加注入功率的節點和增量的同時，指定減少注入功率的節點和減量。4.根據權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉光時，孫志媛，李明珀，劉默斯，梁水瑩，周衛，陳銘，丘浩，盧純顥，王斌，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：廣西,45