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40000字硕士毕业论文基于DSR理论的电力系统概率安全预测模型及其应用

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:40000字
论点:系统,电力系统,概率
论文概述:

传统的动态安全分析方法是针对某个确定的电力系统网络结构进行研究的,不能考虑到系统网络结构随机变化的影响。特别是在电力市场环境下,不确定因素和随机因素越来越多,传统分析方法

论文正文:

第一章导言

1.1简介
在电力市场环境下,不仅要保证电力系统的安全可靠性,还要充分考虑系统经济性,使电力资源能够在各电力参与者之间合理分配,从而达到社会用电效益最大化的目标。这对电力系统的安全构成了挑战。为了最大化自身利益,权力参与者将不可避免地降低系统的安全裕度,甚至限制其运行。此外,随着电网的发展,系统中出现了大量的小电源、短期合同等形式,包括微网、终端发电等形式的电力。这些都对电力系统的安全稳定运行提出了很高的要求,因此基于新形势下的电力系统安全评估变得非常重要。此外,由于输电线路长期暴露在自然环境中,一些天气条件对电力系统稳定性的影响不容忽视。随着电力系统越来越复杂,其安全稳定问题也变得越来越复杂和突出,这对电力系统安全稳定的深入研究具有重要的现实意义。
传统的电力系统安全评估是基于Dyliaccord的明确安全分析概念,即指定一组明确的预期事故集,并离线计算和分析事故集中的每一个事故的安全性和稳定性,以测试系统承受大扰动和保持暂态稳定的能力,然后选择合适的暂态稳定控制策略,使系统达到暂态稳定。该方法概念明确,简单实用,已得到广泛应用,但存在以下缺点:
1)未考虑每起预期事故的概率;
2)不考虑不确定因素对电力系统安全的影响;
3)安全指标是二元的,即安全和不安全。
可以看出,由于通常只分析最不利运行模式下最严重的故障,而不考虑不确定因素的影响,分析结果只是安全和不安全的,不能提供更多的安全信息,特别是在电力市场干预中,这使得随机因素对系统的影响更大,因此在新的环境下,传统的系统安全评估有一定的局限性。
在传统Dyliaccord安全评估概念的基础上,引入概率方法,可以综合考虑影响系统安全的各种因素的概率,定量描述系统安全,提供系统安全裕度。与确定性安全稳定分析相比,这可以更全面、更深刻地反映电力系统安全稳定的本质。因此,概率安全分析与评估的研究具有重要意义。

1.2传统安全分析方法及其缺点

1.2.1传统安全分析方法
电力系统稳定性是指系统在经历扰动后获得稳定性的能力,属于非线性动力学。电力系统的安全性与系统的稳定性密切相关。它还针对特定的一系列预期事故。如果由于预期事故集中的任何预期事故,系统没有进入紧急状态,我们称系统是安全的,否则它是不安全的。如图1-1所示,在Dy Liacco的安全分析概念中,电力系统的运行受到两组约束,即潮流约束和运行约束。潮流约束是一个等式约束,系统中的所有节点都需要满足这个约束。操作约束是不等式约束,即系统中的操作参数需要满足操作的上限和下限。相应地,系统的运行状态分为三种类型:正常状态、恢复状态和紧急状态。正常状态(Normal state)是指两种约束都得到满足的状态,根据约束条件分为安全状态和不安全状态。恢复状态(Recovery state)是指潮流约束被打破,不满足等式约束的状态。紧急状态是指不满足系统运行不等式约束的情况。这三种状态可以通过相关的系统安全控制措施相互转化。

第二章电力系统动态安全域

2.1动态安全域的定义和属性
对于动态安全域,文献[10,21-27]已被深入研究。动态安全域ω(ⅰ,j,τ)是系统注入功率空之间的y上的集合,其中ⅰ是事故前的网络结构,f是事故中的网络结构,j是事故后的网络结构,τ是给定的事故持续时间。当且仅当y在ω范围内时,系统不会失去瞬态稳定性。描述该过程的数学表达式如公式(2-1):
所示,其中x0、x1、x2是事故不同阶段的状态变量,y代表系统的注入功率,包括有功功率和无功功率,τ代表事故持续时间。对于等式(2-1c),即当系统在事故后达到稳定平衡状态时s2x,可以唯一地确定瞬态稳定区域(s2A x)及其稳定边界(s2ax)。如果事故后系统的初始状态2x (0)在稳定区域(s2A x)内,系统的轨迹将收敛到稳定平衡状态s2x,这意味着系统是瞬态稳定的。同时,事故后系统的暂态稳定域用于定义事故前系统的动态安全域:动态安全域(,,)d I j τ是节点注入功率空之间的集合。如果且仅当系统1的注入向量y在设定值内时,在系统1经历给定持续时间τ的事故后,系统j不会失去瞬态稳定性。事故后系统的初始状态点(0)2x是事故中系统的终止点。
拟合是计算动态安全域最直接的方法。通过电力系统仿真计算得到电力系统的临界运行点,然后用最小二乘法等拟合方法拟合动态安全域的超平面边界,最终得到系统的动态安全域。然而,为了确保拟合的准确性,需要大量的模拟计算来使相关的关键操作的数量足够。因此,拟合方法的一大特点是计算量大。

第三章电力系统概率安全评估模型.........................................23-44
3.1电力系统概率不安全指标.........................................23-24
3.2概率不安全指数的计算.........................................24-32 [/BR/] 3.2.1动态安全措施的计算.........................................24-26
3.2.2快速DSR计算方法.........................................26-28 [/BR/] 3.2.3简化.........................................28-29
用于故障电阻3.2.4故障排除时间的简化.........................................29-31[/比尔/] 3.2.5故障位置和故障发生率.........................................31-32
3.3安全评估模型的框架结构.........................................32-37 [/BR/] 3.3.1准备模块.........................................32-33
3.3.2主题评估模块.........................................33-37
3.3.3数据输出模块.........................................37 [/BR/] 3.3.4模型框架特征.........................................37
3.4示例分析.........................................37-43
3.5本章概述.........................................43-44
第四章概率不安全指标在电力系统中的应用.........................................44-53
4.1.........................................44-45
4.2系统安全损失及其在系统紧急控制中的应用.........................................45-47
4.3系统安全成本分摊.........................................47-52
4.4本章概述.........................................52-53

结论

本文研究了电力系统动态安全域及其相关理论和计算方法、基于动态安全域的电力系统概率不安全指数、安全评估模型框架以及电力系统概率不安全指数的应用。主要研究成果如下:
1。本文对概率不安全指数进行了改进,并对该指数的计算和简化进行了研究。
2。对以往的概率安全评估研究进行了改进,建立了新的系统概率安全评估模型框架。该模型通过动态安全域实现概率不安全指标的快速计算,并通过该指标定量表示系统的安全状况,可以根据计算时间和计算精度的要求调整临界功率注入点的数量,采用不同的评估策略。评估模型充分考虑了系统的实际运行情况以及与系统相关的各种不确定因素对系统的影响。评估结果有助于制定传统电力系统特别是电力市场环境下的预防和控制措施,对电力系统规划、电力安全调度、安全定价等具有重要的指导意义。
3。基于所提出的概率安全评估模型,讨论了该模型在电力系统应急控制、基于概率不安全指数的安全损失、预防控制和恢复控制的综合控制、电力市场安全定价、不安全指数的分配和不安全成本的分配等方面的应用,得出了有益的结论。
本文仍有许多内容需要进一步研究和改进,如动态安全域计算方法的不断研究、系统概率不安全指数的完善、概率安全评价模型的实际应用、概率不安全指数应用的深入研究等。这些都需要进一步深入研究。