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计及电力系统承受能力的含超快充电动汽车并网运行风险评估

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电网技术 2023年

作者：徐艳春李思佳张涛 MI Lu 得克萨斯农工大学电气与计算机工程系梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学)

关键词：分布式电源电动汽车运行风险评估分布熵泰尔熵

运行风险评估中缺乏历史统计数据时的元件停运模型

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中国电机工程学报 2009年第25期29卷 26-31页

作者：宁辽逸吴文传张伯明李想电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 清华大学数学科学系北京市海淀区100084

缺乏历史故障统计数据是电力系统运行风险评估中的突出难题。以架空线路为例,用模糊变量表示难以用统计数据得到的线路故障率,利用人工经验给出故障率的隶属度函数。然后基于随机过程和可信性理论,建立线路的状态模糊概率的计算方法。... 详细信息

缺乏历史故障统计数据是电力系统运行风险评估中的突出难题。以架空线路为例,用模糊变量表示难以用统计数据得到的线路故障率,利用人工经验给出故障率的隶属度函数。然后基于随机过程和可信性理论,建立线路的状态模糊概率的计算方法。进一步,提出采用可信性的模糊模拟来计算线路风险指标(亦为模糊变量)期望值、乐观/悲观值的方法,用于在线风险决策。算例证明了所提方法的可行性和科学性,将为数据缺乏问题提供一条解决途径。

关键词：电力系统运行风险评估故障率模糊变量可信性理论

运行风险评估中的变压器时变停运模型 (一)基于运行工况的变压器内部潜伏性故障的故障率估计方法

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电力系统自动化 2010年第15期34卷 9-13,95页

作者：宁辽逸吴文传张伯明电力系统国家重点实验室清华大学电机系北京市100084

为了建立电力系统运行风险评估中的变压器时变停运模型,给出了基于变压器本体状态监测信息估计内部潜伏性故障的故障率的方法。首先分析了变压器内部潜伏性故障的发展机理,对现有的变压器内绝缘老化模型进行了评述,指出其不适用于估计... 详细信息

为了建立电力系统运行风险评估中的变压器时变停运模型,给出了基于变压器本体状态监测信息估计内部潜伏性故障的故障率的方法。首先分析了变压器内部潜伏性故障的发展机理,对现有的变压器内绝缘老化模型进行了评述,指出其不适用于估计内部潜伏性故障的故障率。然后选择了能够综合反映内部潜伏性故障发展速率的油中溶解气体分析信息作为表征潜伏性故障发展程度的特征信息,建立估计故障率的多状态马尔可夫过程模型。最后给出了数值算例。

关键词：运行风险评估时变停运模型变压器绝缘老化油中溶解气体分析马尔可夫过程故障率

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综合能源系统运行风险评估及优化控制

综合能源系统运行风险评估及优化控制

作者：刘丽东南大学

学位级别：硕士

在能源与电力的发展进程中,传统化石燃料的大量使用使得全球的环境和气候问题日益严重,为响应“碳达峰、碳中和”目标,实现清洁能源供应,缓解环境污染问题,电力系统中的可再生能源渗透率逐步提高。可再生能源的加入改变了传统电力系统... 详细信息

在能源与电力的发展进程中,传统化石燃料的大量使用使得全球的环境和气候问题日益严重,为响应“碳达峰、碳中和”目标,实现清洁能源供应,缓解环境污染问题,电力系统中的可再生能源渗透率逐步提高。可再生能源的加入改变了传统电力系统的形态结构与运行模式,在此背景下,能源互联网和综合能源系统快速发展,一次能源网络与二次能源网络直接相连,这种运行模式实现了多能互补,提升了能源的利用效率。然而,由于可再生能源出力和电、热、气负荷具有较强的波动性和随机性,综合能源系统在运行过程中面临运行风险,需要计及源荷不确定性对综合能源系统的运行风险进行评估,以了解不确定性因素波动对综合能源系统造成的影响,并采取风险控制措施保障综合能源系统安全稳定运行。本文围绕综合能源系统运行风险展开研究,建立了电-热-气互联综合能源系统的多能流稳态数学模型,提出了涵盖运行安全性及运行经济性的风险评价指标体系,并基于概率多能流算法研究了综合能源系统运行风险评估方法。为最大化降低系统运行风险,提出了综合能源系统风险控制方法。本文研究内容具体如下:1)建立了综合能源系统数学模型和运行风险评估指标。首先,分别研究了电力系统、热力系统和天然气系统的稳态多能流数学模型,并构建了电转气、热电联产、电锅炉等耦合设备的数学模型;然后,基于状态量概率密度函数和越限严重度函数建立了综合能源系统运行安全性风险评估指标,基于条件风险价值建立了综合能源系统运行经济性风险评估指标,得到综合考虑安全性和经济性的风险评价指标体系。2)提出了基于概率多能流的综合能源系统运行风险评估方法。首先,考虑到风、光、荷的随机特性,建立了源荷概率分布模型;其次,对综合能源系统的能量流模型进行精细化分析,基于牛顿拉夫逊法构建了综合能源系统确定性多能流计算方法;然后,对含随机因素波动场景下的综合能源系统概率多能流进行分析,计及随机变量相关性,分别建立了基于蒙特卡洛模拟法和基于半不变量法的综合能源系统概率多能流计算数学模型;最后,提出基于概率多能流的电-热-气互联综合能源系统运行风险评估方法,并通过仿真算例对风险评估结果进行分析。3)提出了考虑多风险因素的综合能源系统协调控制策略。针对电-热-气互联综合能源系统,提出日前-日内两阶段分层风险控制方法。在日前优化计算部分,建立计及运行经济性风险最小化的风险控制模型;在日内优化计算部分,考虑电、热、气能量流传输速度的差异,搭建了分层优化调度架构,上层优化面向热力-天然气子系统,优化时间分辨率为1 h,下层优化面向电力子系统,优化时间分辨率为15 min,日内上下层风险控制目标函数均计及所建立的运行安全性风险;为将计及概率多能流及运行风险的日内优化目标函数进行线性化,提出了基于随机响应面法的运行安全性风险线性化转化方法;此外,基于二阶锥松弛和分段线性化将日前调度的能量流模型进行线性化,基于线性潮流和泰勒展开将日内调度的能量流模型进行线性化。最后,通过仿真算例,验证了综合能源系统风险控制策略的有效性。

关键词：综合能源系统分布式新能源不确定性运行风险评估概率多能流运行风险控制日前-日内两阶段多能流线性化

基于改进K-means聚类技术与半不变量法的电–气综合能源系统运行风险评估方法

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中国电机工程学报 2020年第1期40卷 59-69页

作者：谢桦陈昊邓晓洋张沛孙芊北京交通大学电气工程学院国网冀北电力科学研究院国网河南省电力公司电力科学研究院

实现综合能源系统多能源优化管理和运行控制需要快速准确量化评估系统的运行风险。针对电力系统和天然气系统耦合形成的电–气互联综合能源系统,该文提出基于改进K-means聚类技术与半不变量法的综合能源系统运行风险评估方法。在分析电... 详细信息

实现综合能源系统多能源优化管理和运行控制需要快速准确量化评估系统的运行风险。针对电力系统和天然气系统耦合形成的电–气互联综合能源系统,该文提出基于改进K-means聚类技术与半不变量法的综合能源系统运行风险评估方法。在分析电–气互联综合能源系统运行特性的基础上,选取支路功率、节点电压、系统频率和节点气压为系统运行风险指标。引入灵敏度修正系数对K-means算法进行改进,消除不同变量的数值尺度差异,并使得聚类结果中具有较大灵敏度的输入随机变量样本具有较小的波动范围。在此基础上,应用半不变量法快速计算电–气综合能源系统状态变量概率分布,进而求解出系统运行风险。算例结果表明:提出的综合能源系统运行风险评估量化计算方法能够有效提升运行风险指标的计算精度和计算效率,满足在线风险评估的要求。

关键词：综合能源系统运行风险评估 K-means聚类半不变量法概率分布

一种适用于运行风险评估的元件修复时间概率分布

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中国电机工程学报 2009年第16期29卷 15-20页

作者：宁辽逸吴文传张伯明电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

确定元件在未来短时段内的瞬时状态概率是电力系统运行风险评估研究中的关键问题之一。首先,通过定性分析和定量计算说明描述元件维修时间的概率分布类型、参数对元件的瞬时状态概率值有较大的影响,并说明可靠性研究中采用指数分布描述... 详细信息

确定元件在未来短时段内的瞬时状态概率是电力系统运行风险评估研究中的关键问题之一。首先,通过定性分析和定量计算说明描述元件维修时间的概率分布类型、参数对元件的瞬时状态概率值有较大的影响,并说明可靠性研究中采用指数分布描述维修时间不适用于运行风险评估计算。接着提出维修时间概率分布的选型需要满足的3个必要条件。然后,提出一种新的概率分布——"叠加指数分布",其密度曲线为"铃形",可很好地表征故障维修时间的分布特点,且使瞬时状态概率易于计算。采用现场实际数据的算例结果显示,叠加指数分布能非常好地符合实际样本,得到的元件瞬时状态概率也相对来说最真实。

关键词：电力系统运行风险评估瞬时状态概率维修时间概率分布

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大规模风电并网电力系统运行风险评估与分析

电网技术 2016年第11期40卷 3503-3510页

作者：黎静华左俊军汪赛广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 广西壮族自治区南宁市530004

提出了一种考虑风电功率误差分布的电力系统改进风险评估方法,较传统评估方法更加精细地计算了系统运行风险。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,与传统正态分布相比,可以更准确地描述风电预测误差分布情况。采用... 详细信息

提出了一种考虑风电功率误差分布的电力系统改进风险评估方法,较传统评估方法更加精细地计算了系统运行风险。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,与传统正态分布相比,可以更准确地描述风电预测误差分布情况。采用最优交流潮流模型计算最小切负荷量、节点电压和线路有功功率,与传统直流潮流模型相比,可以得到更准确的切负荷量和线路有功功率信息。计算了系统切负荷风险指标、电压越限风险指标、线路有功功率越限风险指标、电压崩溃风险指标,并引入了综合风险指标,结合风险等级的评判方法,更加全面合理地评估了系统运行的风险。此外,讨论和分析了不同风电接入节点、不同接入容量以及不同替换容量对系统运行风险的影响。从系统运行风险的角度,为电力系统规划风电接入容量和节点提供参考。最后,以IEEE RTS-79系统为例,对所提的方法和模型进行了分析和验证。

关键词：运行风险评估风电功率误差风险评估指标风电规划风电并网系统

基于潮流转移和追踪的含风电电力系统运行风险评估

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电力自动化设备 2021年第1期41卷 77-83页

作者：马燕峰杨小款赵书强傅钰王子建董凌华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室河北保定071003 国网青海省电力公司青海西宁810000

为实现含风电电力系统运行风险快速评估,提出了一种基于潮流转移和追踪的风险快速评估方法。首先,考虑风电出力波动与时间和风速的相关性,基于Markov理论建立了风速相依的风电出力波动模型;其次,为提高系统状态分析效率,通过推导节点转... 详细信息

为实现含风电电力系统运行风险快速评估,提出了一种基于潮流转移和追踪的风险快速评估方法。首先,考虑风电出力波动与时间和风速的相关性,基于Markov理论建立了风速相依的风电出力波动模型;其次,为提高系统状态分析效率,通过推导节点转移分布因子和适用于多支路开断的支路开断分布因子来实现快速潮流计算,避免了潮流迭代计算;然后,建立了基于潮流追踪的负荷削减模型,采用潮流追踪理论筛选出最有效的控制节点集合,将全系统范围内寻优转化为局部范围内寻优,在改进潮流计算算法和负荷削减模型2个方面实现了运行风险快速评估;最后,通过IEEE-RTS79系统的仿真分析,验证了所提模型的准确性和有效性,进一步计算切负荷风险指标和线路越限风险指标以分析不同风速条件对系统运行风险评估的影响,为含风电电力系统运行风险评估提供参考。

关键词：电力系统运行风险评估风电出力波动节点转移分布因子支路开断分布因子潮流

一种考虑二次设备模型的在线静态运行风险评估方法

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电力系统自动化 2008年第7期32卷 1-5,14页

作者：吴文传宁辽逸张伯明何云良冯永青清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京市100084 金华电力局浙江省金华市321017 中国南方电网公司广东省广州市510623

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性和严重性,其模型复杂、计算量大。文中分析了在线环境下运行风险评估的特点和模型要求,提出一种基于事件树概念的在线运行风险评估方法。该算法采用自动装置和继电保护逻辑仿真法,模拟... 详细信息

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性和严重性,其模型复杂、计算量大。文中分析了在线环境下运行风险评估的特点和模型要求,提出一种基于事件树概念的在线运行风险评估方法。该算法采用自动装置和继电保护逻辑仿真法,模拟N-1的原发性故障引发的连锁故障,动态生成事件树。通过设置事件树的概率精度来控制事件树的规模,从而控制单次运行风险评估的计算量。基于该方法开发的软件已嵌入预警系统,并已在现场投入运行。

关键词：运行风险评估安全评估事件树可靠性评估