基于可信性理论的电力系统运行风险评估——(三)应用与工程实践

提出了基于可信性理论的运行风险评估算法,采用随机模糊变量的期望值表示全系统的运行风险指标。以所提出的算法为基础,开发了风险评估软件,该软件具备串行和并行运行模式,并具有如下特点:①元件级的不确定性包括发电机强迫停运等原发性故障和保护拒动等波及性故障; ②系统评估方法包括充分性评估、稳定性与充分性综合评估;③系统决策分析可为发电计划调整、拉闸限电计划和自动重合闸配置方式等提供风险评估。WSCC 9系统与吉林电网算例说明所提出的方法是合理有效的。由于运行风险系统需要在分布式环境下与EMS等信息系统集成,所以存在跨平台、多厂家和信息安全等技术层面问题。文中给出遵循IEC 61970标准的解决方案,采用了基于CORBA的软总线实现了与调度自动化系统的集成。该软件已在金华地区电网得到应用,证明了所提出的方法的实用性。

基于可信性理论的电力系统运行风险评估 (二)理论基础

在实际研究中遇到的新问题是:传统架空线路的可靠性统计指标难以表达现场运行中线路故障的可能性,单纯采用可靠性数学理论无法进行全系统的运行风险评估。实际上,电力系统的不确定性同时包含着随机性和模糊性2个方面,但受限于概率论与模糊论在基础数学领域内是相互独立的理论体系,传统上在电力系统只能将它们分开研究。可信性理论是2004年基础数学领域完成的数学分支,它给出了基于测度论的模糊论的公理化体系,并提供了随机性与模糊性综合评估的严格数学基础。文中首先介绍引入可信性理论的必要性,然后较为详尽地介绍了可信性理论中的基本公理、可信性测度、模糊变量期望值、随机模糊变量期望值等基本内容。上述内容是可信性理论在电力系统应用的必要基础。

运行风险评估中缺乏历史统计数据时的元件停运模型

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。

一种基于可信性理论的电网安全性综合评估方法

现代电力系统自身的复杂性,决定其安全水平很难用单一的指标进行表征,而常规安全分析通常只能就电力系统安全的某一方面进行分析,不足以对电力系统安全进行整体的描述。从我国电网实际需求出发,建立了一套用以评价电力系统安全性的指标体系,提出了一种在评价模型中引入Gini系数的改进层次分析法(AHP)。通过采用三角模糊数描述权重,基于可信性理论求出指标的权重,用'拉开档次法'得到新的判断信息矩阵及权重系数,使对象间的差异更大。由于该模型能够最大限度地降低主观因素对评价过程的影响,指标间的协调及均衡情况在评价过程中得到反映,得出的结果有着更高的可靠性和数学理论基础。通过算例验证了所提方法的正确性和优越性。

基于可信性理论的含风电电力系统电压稳定概率评估

由于风速变化对大规模风电并网后的电力系统电压稳定造成影响,提出了对风速进行模糊模拟的可信性静态电压稳定分析方法。该方法不仅能够计算出含有不确定因素时系统降阶雅可比矩阵对角元素的期望值和均方差,而且建立了基于可信性意义下的静态电压稳定指标。该方法避免了不确定参数分布函数类型的假设和参数统计对分析结果的影响,仅需根据不确定参数的实际变化范围和描述不确定参数的隶属度函数类型确定计算结果。最后,与采用两点估计法和蒙特卡洛仿真法后的计算结果进行对比,证明了所提方法在计算精度和计算量方面的优越性。

基于模糊理论的电力客户满意度综合测评

电力企业需树立“以客户满意为核心”的市场营销观念,因而合理建立全面的评价指标体系,计算电力客户满意度指数至关重要。借鉴国内外客户满意度相关理论,从产品质量、服务质量、电价、公司形象、与客户关系5个方面构造电力客户满意度评价指标体系。以客户统计调查表为基础,运用模糊数学方法,构建基于模糊理论的多目标、2层次电力客户满意度综合测评模型。电力产品质量指标的简化分析算例表明了所提方法的有效性。

基于模糊综合评判的电力风险评估方法的研究

风险评估技术能够检测信息系统面临的风险,是实现信息系统等级保护的重要基础和依据。文中以信息安全管理标准ISO/IEC 27000系列为基础构建电力系统信息安全风险评估指标体系,建立电力系统风险评估模型,并且采用多层次模糊综合评判算法计算风险值。首先确定信息系统的保护级别,然后利用ISO/IEC 27005划分信息安全风险因素指标,构建多层次风险因素,设定不同权重和评判集,计算出风险值,并且给出了应用实例验证算法。

基于模糊信息融合的船舶动力装置综合故障诊断方法研究

在模糊集理论的基础上,将决策级信息融合技术应用于故障诊断系统中,提出了一种基于系统模糊综合评价融合结构下的综合故障诊断方法.该方法以模糊逻辑运算和全局决策融合来自多传感器的局部判决来获取诊断对象的综合诊断结果,并对船舶主动力系统的运行故障进行诊断研究,结果表明,该方法准确有效,为船舶动力装置故障的智能化诊断提供了有益的借鉴.

电网的脆弱性评价方法综述

阐述了电网的脆弱性评价对探讨连锁故障发生机理和电力系统安全性研究的重要意义,针对电网的脆弱性评价问题,分析了近几年国内外提出的几种方法的特点和不足,得出目前存在的评价方法多数只针对于电网某一方面或某两方面的特性进行脆弱性评价,评价的结果是片面的,结合电网的多方面特性如何进行综合、全面的脆弱性评价已成为该领域的研究热点。

基于盲数理论的河流健康评价

在介绍盲数理论的基础上,对河流健康评价中所选取的指标值进行盲数化处理,进而利用盲数运算法则和判别模式对各指标进行评价等级判定,得到各指标隶属于各评价等级的可能性。将该方法与传统的综合指数法相结合,构建基于盲数理论的河流健康评价模型,并将其应用于通榆河健康评价,从物理特征、环境特征、生态功能、服务功能等方面构建评价指标体系,识别河流健康状况。结果表明,通榆河的健康等级为"中",主要问题为水质较差和生物多样性偏低。

基于非对称贴近度证据云物元模型的电力变压器综合状态评估方法

针对电力变压器状态评估过程中,评价指标状态等级采用区间划分、信度准则判断信度值选取不同导致结果存在偏差、最大隶属原则判断仅利用最大分量等问题,提出了一种基于非对称贴近度证据云物元模型的电力变压器综合状态评估方法。首先,针对变压器在状态等级边界处的随机性与模糊性问题,利用云物元模型构建了状态评估基础框架;其次,为了兼顾"3En"规则和"50%关联度"规则的分明性和模糊性,避免状态结论冲突,应用云熵优化算法改进云物元模型来计算评价指标的等级关联度;最后,基于D-S证据理论对各试验项目的等级关联度进行融合,并用非对称贴近度决策判断得到最终的评估结果,有效避免了信度值选取不同导致结果存在偏差和利用最大分量决策判断易导致状态结论与实际不符的问题。以2台220kV油浸式电力变压器为例,证明该方法不仅可以提高电力变压器状态评估的准确性,也可进一步拓展其适用性。

电网调度操作过程中的天气风险源建模及分析

天气是电网调度操作本身面临的主要风险因素之一.本文对电网调度操作过程中天气风险源的辨识与建模问题进行研究,建立了能够全面反映气温、风速、降雨量、能见度、相对湿度和雷电危险度等六类气象因子的天气风险源量化模型,在此基础上引入信息熵理论来实时客观地定量描述前述六类气象因子的综合作用值,并依据气象因子相对设定值的越限情况,采用线性惩罚函数对气象熵值予以修正,最终定义形成综合气象因子,用以定量辨识天气风险源对调度操作的影响.最后,基于广州市电网的实际算例对本文所提模型的有效性进行了验证,结果表明,本文建立的天气风险源量化辨识模型能够科学和客观地体现操作设备所处片区的实际天气状态,且能够精细化评估多种气象因子为电网实际调度带来的潜在风险.通过将该模型与数值天气预报系统的对接,大大提高了电网调度操作风险辨识的自动化水平.目前,该模型已在广东电网获得实际应用.

基于改进线路效能的电网脆弱性辨识方法研究

随着智能电网建设的不断推进,电网互联程度越来越高,加强电网安全稳定分析对预防大停电事故的重要性更加突出。针对电网进行脆弱性评估,找出其中的薄弱环节,是电网安全稳定分析的前提与基础。本文首先根据复杂网络理论,采用支路有功潮流重新定义线路效能权值,随后结合电网实际运行状态进行建模,通过求取系统运行状态或网络结构发生改变后的全局效能变化量,建立电网综合脆弱性评估指标,最后基于IEEE标准算例对电网脆弱节点和线路分别进行辨识。结果表明,与电源联系紧密的线路和重要枢纽节点对网络整体脆弱性指标有着显著影响,该方法可用于智能电网规划方案的评估及优化。

基于操纵-耐波统一理论的最小推进功率综合评估

为了满足EEDI的要求而降低装机功率,可能导致船舶在恶劣海况中失去操纵性,不能安全航行。在IMO发布的2021最小推进功率导则中对装机功率作了强制性要求,但未明确与操纵性尤其是航向稳定性相关的要求,且基于简化平衡方程的第二层次评估无法考虑波浪漂移力的影响。论文基于实海域操纵-耐波统一理论对KVLCC2航向保持运动进行模拟,开展最小推进功率的第三层次综合评估,并将其与第一、第二层次评估比较,分析最小前进速度、最大偏航角和浪向范围的影响。波浪横向漂移力与转首漂移力矩作用的考虑与否可使偏航角预报的偏差达80%以上,开展综合评估需完整考虑波浪漂移力和操舵动态过程的影响。建议在现行导则中增设最大偏航角10°~15°的要求,能更可靠地保证恶劣海况中船舶的安全操纵性能。