暂态稳定性分析中的确定性方法和概率性方法.pdfVIP

005 第五届输配电技术国际会议2 暂态稳定性分析中的确定性方法和概率性方法 赵霞1 周家启1 胡小正2程建翼3曾伟民3 (1．重庆大学电气工程学院；2．中国电力企业联合会可靠性管理中心：3．湖北省电力公司) 摘要l本文首先简要讨论了传统的确定性暂态稳定分析中存在的问题，在此基础上引入概率性暂态稳定分析方法，重点介绍 了暂态稳定性分析中的不确定性因素和相应的建模方法。文章总结了现有的概率暂态稳定性仿真方法和指标。最后，文章对 暂稳分析中的确定性方法和概率性方法进行了系统的比较。 关键词：暂态稳定性。确定性方法，概率性方法，风险 1引言 电力系统的暂态稳定性是指系统受到严重的暂态扰动(如元件故障，断面潮流大幅度改变或失去重要负 荷)后保持同步的能力ll】。电力系统暂态稳定性分析有两种基本方法：确定性方法和概率性方法。 长期以来，电力系统的规划和运行中都使用确定性的暂态稳定准则。目前，大多数电力部门仍然使用确 定性方法分析系统的暂态稳定性。确定性暂态稳定分析的步骤如下： -选取初始的负荷水平，发电机出力和网架结构； ·选取预想事故：故障类型、故障地点、切换时间； -应用时域仿真法或直接法判定系统是否稳定，并计算系统的稳定裕度(只针对直接法)。 确定性暂态稳定分析物理概念清晰，需要的原始数据少。但是，确定性方法存在以下一些固有缺陷： -在确定性稳定准则中，系统必须能承受“最坏情况”的故障，例如在某个节点或某条线路上的三相 短路故障。这种“最坏情况”通常对应极端的运行状况或紧急事故，而极端的运行情况出现的概率极小。因 此，确定性稳定评估的结果往往过于保守。 -另一方面，～些潜在的运行状况又很可能被忽视。换言之，传统的确定性分析中所考虑的“最坏情 况”并不一定就是实际运行中最严重的情况。 -在确定性分析中，系统的稳定性与元件参数、运行状态和故障切除时间等因素有很大关系。这些因 素本身都是不确定的，但是在确定性分析中忽略了这些不确定性因素。 一确定性分析的结果是二元的(稳定或不稳定)，不能给出“系统在多大程度上稳定(不稳定)”或 “系统稳定(不稳定)的概率是多少”，以及故障的后果有多严重等信息。在竞争性的市场条件下，电力部 门需要知道系统运行的风险水平，从而根据用户的要求提供相应的服务，因此确定性分析已不能满足电力市 场的需求。 发表了一系列概率稳定性评估方面的论文，给出了基本的概念和方法，为后人的工作奠定了基础。概率稳定 性研究目前已成为一个非常有发展前景的领域，吸引了众多研究人员的关注。 本文根据该领域的相关文献，对研究现状进行简单评述。在此基础上，系统地比较暂态稳定性分析中的 确定性方法和概率性方法。最后，对需要注意和进一步研究的问题提出几点建议。 2哲态稳定性分析中的概率因素 概率稳定性评估最显著的特点就是能够反映电力系统及其事件的不确定性本质。以下是一些主要的对电 力系统暂态稳定性有较大影响的随机性因剥2，31： 一 故障事件的发生 - 故障地点 · 故障类型 一 故障切除情况(如扰动顺序，保护和重合闸方案等) - 系统参数和运行状况(如故障前系统的运行状况，负荷水平和网架结构等) 1260 笙至星塑堡皇垫查里堕垒望兰竺旦i ——————p———————————————————————————————————√———————————————————————————————————一一一 3随机因素的概率模型 3．1故障事件的发生 确定性稳定分析中，总是假定出现了某种故障然后再进行分析，而在概率性方法中需要考虑故障发生的 概率。文献【6】中提出用故障率为常数的泊松分布来模拟故障的发生。根据泊松分布，在时间t内不发生故障 的概率为： ‰=P一幻 (1) 式中，％是不发生故障的概率，尢是平均故障率，f是考察的时间区间。 因此，时间t内发生故障的概率为： Po=1一P一幻 (2) 若九K1，则只z20t．