電力系統平安分析3/18/20241精選ppt網絡平安分析是在平安監視的根底上對實時狀態及預測的未來狀態作出分析和判斷，平安分析的功能是確定系統當前的運行狀態在出現事故時是否平安，預防性平安分析就是在一組假設事故分析的根底上確定系統的平安性。N-1,N-23/18/20242精選ppt主要內容第一章靜態平安分析第一節預想事故評定第二節自動故障選擇第二章平安約束調度第一節平安控制的模型第二節求解方法第三章動態平安分析3/18/20243精選ppt第一章靜態平安分析電力系統靜態平安分析是提高電力系統平安性的重要措施之一，它的主要內容包括：預想事故評定自動事應選擇預防控制3/18/20244精選ppt描述系統運行條件的四種狀態平安正常狀態(securenormalstate)不平安正常狀態(insecurenormalstate)緊急狀態(emergencystate)待恢復狀態(restorativestate)一般來說,電力系統如果在數量上和在質量,都滿足了用戶的要求,就可認為系統處于正常的運行狀態。3/18/20245精選ppt電力系統處于正常運行狀態應滿足的條件：〔1〕系統中各節點的有功、無功功率的供需條件必須平衡；〔2〕各節點的電壓模值不應超過允許的上限和下限；〔3〕為了保持系統的穩定性，相鄰節點間的電壓相位差不應超過最大允許偏差；〔4〕各可控發電機組，其有功、無功功率不應超過允許的上限和下限；〔5〕系統中各支路的潮流不應超過潮流視在功率的最大允許限值。對于〔1〕稱之為功率平衡約束條件或載荷約束條件，它隸屬于等式約束條件。對于〔2)-(5)稱之為運行約條件，隸屬于不等式約束條件。只有同時滿足等式和不等式兩種約束條件的系統，才可認為是處于運行的正常狀態。3/18/20246精選ppt平安正常狀態：已處于正常狀態的電力系統，在承受一個合理的預想事故集的擾動之后，如果仍不違反等式約束和不等式約束時系統的狀態。不平安正常狀態：處于正常狀態的電力系統，在承受規定預想事故集的擾動過程中，只要有一個預想事故是系統不滿足運行約束條件時系統的狀態。緊急狀態：當系統運行在不滿足不等式約束條件下時的狀態。待恢復狀態：當整個系統處于瓦解或崩潰時的狀態。3/18/20247精選ppt第一節預想事故評定預想事故評定(又稱預想事故分析),是根據系統中全部可能擾動集合中的某一子集------預想事故集，來評定系統的平安性。在靜態平安評定中，預想事故集至少應包括以下擾動：線路〔支路〕開斷〔lineoutage〕;發電機開斷〔generatoroutage〕。3/18/20248精選ppt一、支路開斷模擬在網絡的根本情況〔既未發生預想事故的情況〕潮流解求得之后，對于支路開斷模擬，通常采用的方法有：1、直流法；2、分布系數法；3、與Newton潮流算法結合的直接法；4、與快速解耦潮流算法結合的直接法；5、補償法。3/18/20249精選ppt1直流法直流法是以直流潮流法為根底的模擬單一支路開斷或多重支路開斷的直流預想事故分析法，是最為簡單、快速但可能也是最不精確的一種方法。它只能解出支路的有功功率潮流和節點電壓相位角，而不能解出支路無功功率潮流和節點電壓模值。3/18/202410精選ppt直流潮流算法模型：3/18/202411精選ppt3/18/202412精選ppt2分布系數法3/18/202413精選ppt(3)3/18/202414精選ppt3/18/202415精選ppt有了各條支路的Lij-km后，當支路km在根本情況下Ikm乘以相應的支路開斷分布系數Lij-km，再加上該根本情況下響應支路的電流Iij，就得支路開斷后的個支路的新電流，即可判斷是否過負荷。3/18/202416精選ppt3與Newton潮流算法相結合的直接法3/18/202417精選ppt3/18/202418精選ppt假想支路ij并未被開斷，而用在節點I和節點j處分別注入和的方法來模擬其開斷〔圖c〕；在網絡接近線性的假設下，這些新注入的功率增量應滿足以下的靈敏度方程式：3/18/202419精選ppt

所以，當節點i和節點j上加上待求的注入功率增量后，將由下式給出網絡中其他節點電壓的相應變化：3/18/202420精選ppt3/18/202421精選ppt4與快速解耦潮流算法相結合的直接法根本思想和前一種方法相同，只是把P和Q解耦分別計算，公式如下：3/18/202422精選ppt5補償法所謂補償法是指：當網絡中支路開斷的情況下，可以認為該支路未被開斷，而在其兩端節點處引入某一待求的功率增量或電流增量〔或稱補償功率或補償電流〕來模擬支路的開斷。3/18/202423精選ppt3/18/202424精選ppt設原網絡的初始狀態如圖〔a〕所示，可用網絡方程式表示：式中，[Y]為原網絡的導納矩陣?，F在假設支路ij被開斷〔圖b〕，于是網絡的最終狀態定義為：式中，分別表示網絡結構已被修改的導納矩陣和最終解。新支路用假想的節點注入電流來取代，根據圖〔b〕有：

根據圖〔d〕有：

兩式相減得：3/18/202425精選ppt模擬網絡的網絡結構保持支路未開斷前的狀態，只是節點注入電流有所變化，因此它將由下式定義：3/18/202426精選ppt為了求的最終解，我們寫出上式的第i個方程式和第j個方程式：3/18/202427精選ppt3/18/202428精選ppt二、發電機開斷模擬在網絡的根本潮流解求得之后，對于發電機開斷模擬，通常采用的方法有以下幾種：支流法發電量轉移分布系數法廣義發電量分布系數法計及系統頻率變化的發電機開斷模擬3/18/202429精選ppt1支流法所謂直流法也是和直流潮流法配合使用的。3/18/202430精選ppt在求得后，就可求得在開斷發電機k的情況下，任一支路ij的有功功率潮流：這種支流解法雖然簡單，分析時所用的機時很少，但精度較差，而且也不能給出系統中的電壓和無功潮流解。3/18/202431精選ppt2發電量轉移分布系數法在已獲得網絡的根本潮流解后，為求發電機開斷對線路潮流所致的影響，可以利用發電量轉移分布系數法(GenerationShiftDistributionFactor,GSDF)。GSDF被定義成：它表示了：當發電機k出現了1個單位的有功功率變化時，在支路ij中導致的有功功率變化。3/18/202432精選ppt3/18/202433精選ppt3/18/202434精選ppt3廣義發電量分布系數法增量形式的發電量轉移分布系數〔GSDF〕，在實際使用時將受到一定的限制。即當一臺發電機開斷時，要由松弛節點提供相應的增量予以平衡，如果系統中總的發電量發生變化，就要進行新的潮流計算以建立起新的初始狀態。廣義發電量分布系數〔GeneralizedGenerationDistributionFactor,GGDF),可以克服GSDF的局限性。它能在不同的系統發電水平下，求出因發電機開斷而對個線路潮流所致的影響。GGDF由下式定義：3/18/202435精選ppt下面來推導的值。3/18/202436精選ppt4計及系統頻率變化的發電機開斷模擬3/18/202437精選ppt3/18/202438精選ppt第二節自動故障選擇自動故障選擇是在實時情況下，利用描描運行現狀的實時數據，自動地選出對應于該現狀下的有意義的預想事故集，即：按每一可能的預想事故對系統導致后果嚴重程度的順序，排列出預想事故一覽表。3/18/202439精選ppt選擇終止判據，可以有兩種形式：〔1〕只分析預想事故表中的頭N個情況。如果規定的N不大，就能減少計算的執行時間。但是這種判據也存在著如下缺點，即：如果N以后的開斷情況也會引起較嚴重的違限，那么就不能對它們做進一步的詳盡分析?！?〕對有功功率事故表，采用“在M個相繼情況中沒有出現線路過負荷〞的終止判據，和對無功功率事故表，采用“在M個相繼開斷情況中，沒有出現節點電壓違限〞的終止判據，將更為靈活，并降低了遺漏嚴重情況的可能性。缺乏之處那么是：擬作進一步A.C.潮流分析的情況數,隨系統的運行狀況而變化,以致預想事故分析所需的計算時間周期,不得不考慮到最惡劣的條件3/18/202440精選ppt任何ACS算法,必需具有以下兩個特點才有實用價值,即:預想事故自動選擇的計算量,加上隨后對違限事故所進行的進一步A.C.潮流分析的計算量,它們的總和必須小于所有可能預想事故的A.C.分析計算量。有足夠大的俘獲率。即盡最大可能地不漏失關鍵性預想事故。ACS—AutomaticContingencySelection3/18/202441精選pptFDLF—1法本算法直接利用了快速解耦潮流〔FDLF-1〕在各種開斷情況下的第一次迭代解，所以具有一定的方便性。在這算法中，根據網絡中的有功功率和無功功率間只存在著弱耦合，定義了兩種行為指標：有功功率行為指標和無功功率行為指標，分別表征線路潮流違限和節點電壓違限的嚴重程度。這些行為指標都是以偏離于系統變量限值的多少來定義的?！?〕有功功率行為指標3/18/202442精選ppt〔2〕電壓-無功功率行為指標3/18/202443精選ppt負荷卸除法本算法把各節點電壓恢復到事故前的水平而需要卸去的總負荷，來作為判斷預想事故嚴重程度的行為指標。3/18/202444精選ppt對某一規定的預想事故，其行為指標可定義成：3/18/202445精選ppt分布系數法本方法利用了以D.C.潮流法為根底的支路開斷分布系數，算出某一預想事故下各線路的有功潮流，進而根據與線路有功潮流有關的行為指標PI=J(P),按它們的遞減順序進行排列，就可以得到預想事故一覽表。3/18/202446精選ppt反映線路有功過負荷的行為指標定義為：3/18/202447精選ppt提供最大載荷能力法當系統發生支路開斷或發電機開斷時，如果余下的線路和發電機滿足它們上、下限的約束條件，那么各發電機向系統提供的發電量〔或載荷量〕就必然會有所降低；愈是嚴重的事故，這一載荷量就降低得愈多。為此，本方法就以事故后各發電機能向系統提供的最大載荷量作為衡量事故嚴重程度的行為指標。3/18/202448精選ppt數學式表示為：3/18/202449精選ppt第二章安全約束調度它的根本任務就是通過系統中可控變量的再安排(rescheduling)來移去潛在的(即因預想事故而引起的)約束條件越限現象，通常稱之為預防性再安排或預防性控制(簡稱預防控制)。如果系統已經存在約束條件的越限現象，也可以通過可控變量的再安排來使之恢復到平安狀態。這種情況通常稱之為校正再安排或校正控制。3/18/202450精選ppt目前，對平安性提高問題有兩個解算方法：利用靈敏度分析和最小二乘法；利用有約束最優化方法或稱為平安約束最優化法〔securityconstrainedoptimization〕。預防再安排或預防控制問題的列式，可以表示為：3/18/202451精選ppt電力系統的有功校正平安分析支路ij的有功潮流方程式為：3/18/202452精選ppt化簡為：根據解耦線性模型，有：得：3/18/202453精選ppt用二次規劃法求解電力系統的平安經濟調度問題電力系統中火電廠的本錢