最新华电电力系统自动化第17讲-调度自动化(3)-静态安全分析和安全评定教学讲义ppt课件

华电电力系统自动化第17讲调度自动化(3)-静态安全分析
和安全评定
静态安全分析
12.02.2021
North China Electric Power University
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电力系统的可靠性、安全性和稳定性
可靠性:电力系统元件、设备和系统在规定条件下和规定的时 间内，完成规定功能的可能性
对于输电线ij，支路有功潮流
p i jV i 2 g i jV i V jg ic j io jb is j si ijn
忽略gij电阻rij2r rij，xi2 j则:0,bij rij2 xijxi2 j 1/xij
i j 很小，令 coij s1 , siin jij
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Pi1 Pik
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直流潮流法的特点
求DC潮流不需要迭代，只需求解一次N-1阶 方程，计算速度快
DC潮流只能计算有功潮流的分布，不能计算 电压幅值，有其局限性
DC潮流要满足假设条件
(1)rij<<xij (2)相邻母线的相角差很接近
(3)各母线的电压在额定值附近
(4)支路对地电容很小
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电力系统运行状况的数学模型
等式约束 fx,u0
不等式约束 hx,u0
x是状态变量。取为节点电压幅值和相角 u是控制变量，可选为发电机有功、无功出 力，变压器变比，可投切的电容器，等等
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紧急状态：满足等式约束，但不满足不等式约束
待恢复状态：有部分地区违反了等式约束
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电力系统安全控制的分类
安全控制：指系统工作在某一运行状态时，为 了提高其安全性，所拟订的防止事故，预防事 故的对策措施
Vi Vj 1 忽略支路对地电容
pij bij( i
j)
i xij
j
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直流潮流法
支路方程:
pij
i j
xij
Pi
P i P ij
j i,j i
j i,j i
ij xij
i j x x j i,j i ij j i ij
系统在长的运行周期中工作正常的概率
表示在相当长的时间内几乎不中断地为用户提供足够的电 力供应的能力 安全性 电力系统在意外事件下不中断用户电力供应的能力
安全性与系统对意外事件的鲁棒性有关，并取决于系统的运 行条件以及意外事件的发生概率
稳定性
扰动后系统整体性的维持能力
取决于系统的运行条件和扰动的性质
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节点功率平衡条件
PGi
PDi
Vi Vj
ji
Gij cos
ij
Bij sin ij
0
QGi QDi Vi Vj Gij sin ij Bij cos ij 0
ji
节点PGGmmii
PGi PGMi QGi QGMi
各支路（线路、变压器）潮流约束 Iij IiMj
电力系统运行状态及状态转移
正常状态 安全状态
(校正控制)
安全裕度降低 (预防控制)
预警状态
紧急状态 （紧急控制） 解列、 切负荷
待恢复状态
(恢复控制)
满足等式和 不等式约束
不等式约 束破坏
等式约束 破坏
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电力系统的可靠性、安全性和稳定性
电力系统中目前的安全性分析基于确定性方法
设计和运行时要求系统能够承受一系列正常扰动—N－1准 则
比正常扰动更严重的扰动依靠切机、切负荷以及解列等紧急 控制措施
主要不足之处
认为所有的扰动具有相同的发生概率和相同程度的后果
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电力系统实时运行状态的分类
正常状态 ：同时满足等式约束和不等式约束
•安全正常状态：正常状态下的电力系统，在承受 一个合理的预想事故集的扰动之后，系统仍处于 正常运行状态
•预警状态 ： 正常状态下的电力系统，在承受规 定的合理的预想事故集的扰动之后，有预想事故 使系统不满足不等式约束
发展方向：基于风险的安全性评估
考虑运行方式和事件发生的概率，定量分析和研究系统的风 险
对电力系统面临的不确定性因素，给出可能性与严重性的综 合度量
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电力系统运行状况的数学模型 －等式约束和不等式约束
电力系统静态安全分析中的潮流算法
要对大量开断故障进行潮流计算以便确定事 故发生后系统是否会进入静态紧急状态
实时应用对潮流计算的快速性有很高的要求
速度和精度的协调
直流潮流 vs 交流潮流
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直流潮流法的近似处理
预防控制（Preventive Control） 校正控制（Corrective Control） 紧急控制（Emergency Control） 恢复控制（Restorative Control）
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节点方程:
P1 B 011 ... B 01n 1
.
..
...
...
...
...
Pn B 0 n1 ... B 0 nn n
记 为 : P B 0
B0阵的元素:
B
0
1
P
Boii
ji
1, xij
ji
Boij
1 xij
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在线潮流
各种安全和经济分析计算的数据源头 内含
外部网络等值 短期/超短期负荷预报 不平衡功率分配 潮流计算