基于设备运行风险等级的检修策略研究

鉴于电力设备检修策略与设备运行风险的相关性,采用风险理论,综合考虑设备故障率及设备退出运行对系统经济性、安全性的影响,通过设备实时状态信息推算设备故障率,以设备自身资产和资产损失度衡量经济性,由线路过载、变压器过载、电压越限、失负荷等多项指标反应系统安全性;对设备运行风险评估结果,采用ALARP原则进行风险等级划分,依据设备运行风险等级制定检修策略。实例应用表明该策略有效可行。

基于纳什均衡理论的电力市场三方博弈分析

分析了能源互联网下电力市场的结构模式,将博弈论(game theory)作为研究其经济行为的理论方法,根据能源互联网下电力市场的特征建立了由电网公司、新增供电实体与用户构成的三方非合作静态博弈模型,利用改进的粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)求得了博弈的纳什均衡解,并分析了新增供电实体数量对电力市场的影响。结果表明,新增供电实体的出现将削弱时段电价的削峰填谷作用,增强市场竞争力,并且新增实体数量和交易手续费设置情况等因素会影响市场均衡。

电网运行风险评价指标体系的构建及应用

电网的运行风险存在复杂性和多样性,不同风险造成的后果及对电网产生的影响也不同。为了对电网的各种风险因素进行分类评价,诊断出电网存在的问题,找出电网的薄弱环节,基于电网风险评价理论,系统分析了电网运行中的各种风险来源,综合考虑了裕度风险、损失风险和失稳风险三方面因素,构建了电网运行风险评价指标体系,并开发了电网运行风险评价软件。算例应用结果表明,该体系能够较为全面地反映电网的各类风险,并计算出相应的风险值,使电力企业工作人员能够直观地了解电网运行状态及潜在的风险。

基于故障树法和层次分析法的电力变压器状态综合评估

变压器状态综合评估为电力变压器检修和维护提供依据。基于故障树法（FTA）分析导致电力变压器故障的因素,并建立评估电力变压器状态的指标体系。应用3标度层次分析法建立了变压器状态的评估模型,进而将变压器状态分为五个等级。等级的划分更有利于运行人员了解变压器的状况,合理安排检修维护计划。经实例分析证明,基于故障树法和层次分析法的电力变压器状态综合评估方法是合理和有效的。

图论在变电站风险评估中的应用

变电站作为不同电压等级之间的联络枢纽,承担着不同电压等级间能量交换的重要功能,对变电站主接线进行风险评估逐渐成为研究的热点。首先,提出了使用图论可达矩阵识别连通性的方法,将变电站风险评估转化成了变电站内部负荷点与电源点的连通性识别问题;其次,考虑变电站事件发生的随机性,使用Monte Carlo方法抽取了变电站的系统状态,通过修改每一个系统状态的邻接矩阵,计算形成相应的可达矩阵,由此判断变电站是否失负荷;最后,结合风险理论计算了变电站风险。算例的仿真结果表明该方法的正确性和有效性。

基于谱聚类的城市低电压分区治理决策

在目前配电系统相对发输电系统较为落后的电力市场环境下,低电压治理是亟须解决的问题。合理地确定治理分区是科学、有效地进行低电压治理的重要前提。基于谱聚类算法的城市低电压分区方法,首先考虑了最低电压幅值、低电压涉及户数、电压越(下)限时间及年供电量4个指标构成样本空间。其次通过欧氏距离建立拉普拉斯(Laplace)矩阵,由Laplace矩阵的相对特征值差自动确定低电压治理的分区数目,将Laplace矩阵的前两个和前三个特征向量映射到二维和三维空间,直观地划分治理分区。然后构造评估函数,评估低电压分区的效果,采用k-means算法对特征向量进行聚类,画出分区谱系图,得到层次分明的低电压分区治理方案。该算法基于复杂网络原理,具有严谨的理论依据。以江西省某市典型数据为例验证了所提算法的有效性。

考虑风机出力随机性的电网静态安全风险评估

随着智能电网的发展,大规模风机的并网增加了电力系统安全运行的不确定性。针对风机出力存在的随机性和波动性,提出使用Monte Carlo模拟法形成风速概率分布区间,并基于该方法对风机出力大小和发输电设备进行抽样;以IEEE-RTS79标准测试系统为例,分析了风机出力大小和接入位置不同对电网静态安全风险指标的影响。算例结果表明,选择合适容量的风机和接入地点能够降低电网静态安全风险。

基于风险理论的电压薄弱节点研究

提出了一种基于风险理论的电力系统电压薄弱节点辨识方法,采用电压越限风险指标寻找电网中的电压薄弱节点。基于蒙特卡洛模拟法,考虑电网运行中的不确定性因素,较为真实地模拟电力系统特定运行情况下可能出现的系统状态;然后基于该方法使用Matlab软件编写了电压越限风险指标计算程序。以IEEERTS 79系统为例,计算了系统的电压越限风险指标,并对各节点电压越限风险进行排序,识别电压薄弱节点。算例结果验证了该方法的有效性和可行性。

基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识

综述了目前风险理论应用于电力系统的研究现状,提出了基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识方法。首先,分析了应用风险理论进行电力系统脆弱线路辨识的可行性;然后,根据风险理论的特点提出辨识脆弱线路的过负荷风险指标,并采用蒙特卡洛法模拟求取系统过负荷概率及应用效用理论计算过负荷严重度;最后,以IEEERTS79系统为例,验证了基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识是可行的。通过基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识分析,能够清楚的知道每条线路过负荷风险的大小,确定重点关注线路,对电网建设改造、运行控制有一定的参考意义。

计及风光系统出力随机性的电压风险评估

针对风力发电和光伏发电并网后改变系统潮流大小和方向并对电网电压产生影响的问题,建立了风电和光伏出力概率模型,并使用Monte Carlo方法模拟了实际风速和光照辐照强度的概率分布区间,进而计算了风电和光伏的随机出力,并结合风险理论考虑风光系统出力随机性对电网电压风险的影响。以IEEERTS79标准测试系统为例,评估了风光系统接入容量及风光发电系统容量配置比例对电网电压风险的影响。算例的评估结果可为风光系统接入容量大小和风光发电系统容量配置比例提供参考。

基于风险评估的电缆线路检修策略

根据电缆线路的检修特点,提出基于风险评估的电缆线路检修策略,同时考虑了电缆线路故障发生的概率性和故障后果的严重性。首先依据实时信息对电缆线路单元进行评价,根据层次分析法计算电缆线路整体健康指数,据此推算出电缆线路故障概率;通过电缆线路自身资产损失风险和运行损失风险确定电缆线路综合风险;最后根据电缆线路综合风险所处风险等级决策电缆线路检修策略,以上饶城市配电网为例验证了该方法的可行性。

基于博弈论的电力系统供给侧多方交易决策

在电力体制改革背景下,新增实体进入电力市场参与供电交易。分别建立传统方式与电力改革背景下的网损模型,考虑地理位置、收益以及系统损耗等因素,建立电网公司、新增实体和用户构成的3方静态非合作博弈模型。以含7个新增实体的电力系统为例,采用串行化协同遗传-粒子群优化算法进化算法求解其交易决策的纳什均衡解,得到供电方电价及系统网损优化结果,并解释了纳什均衡的物理意义。算例结果表明,该模型具有一定的可行性及普适性,为制定供给侧的多方电力交易决策提供了理论参考。

基于可靠性的不同供电区配电自动化终端数量优化方案研究

为了解决不同供电区对可靠性要求不同所导致的配电终端数量不同问题,提出了基于可靠性的不同供电区配电自动化终端数量优化方案,根据可靠性的要求提出配电自动化终端优化配置的思路和原则,分析了未实施配电自动化、全"二遥"、全"三遥"以及混合配置几种模式下的供电可靠性指标与配电终端数量之间的关系,并以某市级电网为例说明配电自动化终端优化过程,研究了配电自动化技术对供电可靠性的影响,以便更加合理科学进行配电自动化规划,并为今后配电自动化工程提供一定的参考。

基于全寿命周期的配电自动化工程经济效益评估

为更加科学合理地对配电自动化工程经济效益进行评估,提出基于全寿命周期理论,考虑配电自动化工程整个寿命周期内的初始投入成本、运行成本、故障损失成本和设备退役处置成本,对配电自动化工程的经济、管理和社会三方面的效益进行了量化,构建了配电自动化工程成效经济评价指标,定义了相应的评价模型。以某自动化实施区配电自动化试点工程为例进行系统、客观评价和灵敏度分析,为今后配电自动化工程试点的建设提供决策依据。

考虑多因素的大规模设备分区检修决策

针对大规模设备检修决策问题,提出了基于谱聚类算法的多因素设备分区检修模型。首先考虑设备健康指数、设备故障水平、设备价值、社会影响、设备地位等多方面因素建立了设备检修指标的样本空间;然后通过Euclidean距离构造设备相似度矩阵;以设备相似度矩阵的Laplace矩阵相对特征值差自动确定设备分区检修数目,以Laplace矩阵特征向量为依据,确定设备分区检修方案;最后根据以上检修思路,以江西某市级电网为例进行验证。算例结果表明,所提出的谱聚类算法将Laplace矩阵特征向量分别映射到2维和3维向量空间,当相对特征值差处于峰值时,设备检修分区数目为3,故可将设备划分为3个检修分区,从而达到大规模设备分区检修的效果;此外,非规格化Laplace矩阵和规格化Laplace矩阵的分区相关系数分别为0.842 3和0.842 5,说明规格化Laplace矩阵的检修分区效果更好,验证了该算法的有效性。

基于多因素谱聚类算法的电动汽车群并网分析

针对包含各种类型的电动汽车群,将谱聚类方法应用于电动汽车群划分,提出了一种考虑多因素的电动汽车分类新方法。该方法以电动汽车群具有相同或相近运行特性为车组分群原则,应用谱聚类算法对电动汽车群的运行数据进行数据分析,找到电动汽车群之间实际运行特征的相似性,形成层次分明的分区方案,从而实现对电动汽车群的所有汽车的聚类划分。最后以IEE-RTS79系统为例,将不同类型的电动汽车并入电网,分析了电力系统电动汽车群并网对系统可靠性的影响,为今后实际电动汽车并入电网提供参考。

基于二次环的配电自动化高可靠性设计方案

针对传统单环网结构分支线故障时难以转移负荷的问题,提出了基于二次环的配电自动化高可靠性设计方案。首先,在传统的主干单环网结构基础上,将环网柜出线的支线进行二次环网,从而达到网架优化的效果;纵向上转移主干线上的负荷,横向上转移分支线的负荷,最后以上饶市级配电网自动化工程为例,研究了电力系统二次环及配电自动化技术对供电可靠性的影响,并进行了可靠性因素成本效益分析,给出了投资金额与供电可靠性的关系,也为将来配电自动化工程的建设提供指导。

计及可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法

近年来,故障指示器凭借其接入灵活性和经济性被广泛应用于配电网故障定位中。然而全覆盖式地故障指示器安装配置方案投资成本高,规划方案不精益。文中提出一种基于故障信息变量的配电网可靠性评估模型;进一步给出一种基于混合整数线性规划的可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法,将可靠性指标作为约束放入优化模型中,在满足可靠性要求的前提下降低故障指示器的投资维护成本。基于IEEE 53节点系统的算例仿真结果表明,所提方法兼顾了故障指示器布点的可靠性与经济性,可以精确获得不同可靠性要求下的布点方案。

基于多重分形理论的风电消纳能力评估方法

风电波动特性是影响电网风电消纳能力的重要原因之一,掌握风电波动特性,并在此基础上建立消纳能力的评估模型对于高比例风电并网研究具有重要意义。文章基于多重分形理论提出了一种风电消纳能力评估新方法。首先,引入多重分形参数描述风电的波动特性,分析了风电波动性与消纳电量间的相关性;然后,采用摇摆窗算法(SDA)对消纳能力评估周期内的风电功率曲线进行波动过程划分,依据波动性参数和风电与负荷间的匹配程度对具有相似特性的波动过程进行聚类分析。基于波动聚类结果,以各类波动过程的奇异性参数为自变量建立了风电消纳能力评估的泛函分析模型,简化了评估模型计算流程;最后,以江西某电网为例,验证了该方法的有效性,并对模型中可调参数对消纳能力的影响进行了定量分析。

基于风险度评价法的电网设备运行风险评估

0引言 随着电网规模的不断扩大和发展,虽然满足了经济快速发展的要求,但也同时给电力系统运行带来了安全隐患,对电网设备安全运行的要求也越来越严格。由于电力设备面临着自然灾害、产品质量、人为误操作等多种多样风险的威胁,灾害源较为复杂,因此在目前和未来的一段时间内,电力企业还无法完全避免电网设备事故的发生,这就促使人们考虑怎样能以最小的投入获得最大的安全保障,