电网可靠性

但由于数据收集的困难性和随机问题的复杂性尚不能得到妥善解决,长期以来,在电力系统的规划和运行中一般都是采用确定性方法进行系统电压稳定分析"确定性方法物理概念清晰,通过对特定运行条件和一些预想事故的分析来判断系统电压安全与否,以便决定采取哪些有针对性的恰当有效的预防控制措施"这类确定性方法不考虑各种系统状态的出现概率,通常只针对系统在最严重最可信的事故状态或负荷水平下的电压稳定性进行研究" 当前,电力市场的发展和远距离!跨大区域电网的互联在提高经济效益!优化资源配置的同时,也对电力系统的安全稳定运行提出了更加严峻的挑战[3]"虽然在紧急状态下,电力系统的经济运行处于次要地位,但在正常条件下经济运行仍是一个重要方面,特别是在电力市场改革不断深化推进的今天,更加强调系统运行的经济性和社会效益"在确定性稳定准则中,系统必须能承受极端的运行状况或紧急事故,尽管这种极端运行情况的出现概率很小,因而在这种条件下确定性分析的结果很有可能使得电网无法充分发挥其传输电能的潜力"另外,在电力市场环境下,系统各部分的所有权发生了变化,决策过程从单独的运行机构分散到了不同的利益实体之间,系统运行条件的不确定性大大增加,确定性分析方法对不确定性因素的考虑更显得力不从心,很有可能无法及时发现系统的安全隐患"也就是说,传统的确定性分析中所考虑的极端运行条件并不一定就是实际系统中最严重的情况"此外,确定性方法无法给出系统运行条件发生随机变化时系统保持电压稳定的可能性,不能满足电力部门根据系统运行风险为用户提供适当服务的需要"因此,加强电力系统电压稳定的概率性研究对系统的安全运行以及电力市场的发展具有重要意义"

电力系统可靠性评估研究的理论意义和实际应用价值越来越大：①电力系统不断向超高压、远距离、大机组、大容量方向发展,使得电力系统安全可靠性问题日益突出。随着电力系统规模大型化结构复杂化，多重故障或共同模式失效风险也增大。②电力是国民经济发展必不可少的能源，近几年许多国家在电力行业中引入了市场竞争机制，其竞争的焦点是电力的可靠性和经济性。为了适应市场的需要，各国电力公司将不得不进一步重点研究和发展可靠性。③随着电力系统的不断发展，新技术、新设备的不断开发，一些电力系统的可靠性指标将变差[4]。为了避免电力系统超高压、远距离、大机组、大容量的优越性被不利因素的影响所抵消，对可靠性的研究也日益迫切。④随着国民经济的发展，社会的高度信息化、城市功能现代化、人民生活多样化等，使得人们对电力的依赖性越来越深。任何短时间的停电、频率偏差、瞬时电压下降，都会对生产生活带来影响。因此，作为共用事业，政府从行政及立法上对供电质量、安全性、可靠性提出了越来越高的要求。

电力系统可靠性评估研究的基本目标是对电网的充裕度和安全度进行评估，即在各种电力系统运行中可能出现的状态下，综合评价电网对各负荷点提供合乎质量电能的供电能力。传统电网可靠性评估使用基于期望值的可靠性指标体系，期望值指标是基于概率平均意义的风险指标，它们可以从概率均值角度揭示电网的长期平均可靠性水平。但可靠性指标本质上是一种随机变量，受网络拓扑、运行方式、系统负荷和元件随机停运及随机修复等诸多不确定因素的影响[4-6]

，而期望值只是反映其概率属性的一种数字特征，其反馈的信息量有限，仅能描述可靠性指标分布范围的大致中心区域。在某些情况下虽然风险指标的期望值较小，但其概率密度分布的形状可能严重偏斜(即偏度较大)，如果期望值风险指标较小就认定系统非常可靠则可能对系统安全风险级别的认识过于乐观。可见仅靠期望值风险指标无法揭示系统可靠性指标的内在分布规律和结构特征。为了全面揭示电网的可靠性水平，实现对系统随机特征和风险水平的整体把握和完整认知，需从概率分布视角对系统风险进行深刻描述。概率密度分布能以图示化方式直观展示可靠性指标的随机变动范围、围绕均值的变动趋势、风险指标超过某一数值或位于某一数值范围内的概率，其尾部特征可给出系统遭遇严重风险的相关信息，虽然尾部范围的出现概率很小，但属于高风险的小概率事件，一旦出现将对系统安全造成重大影响。