电力系统规划与可靠性发输电系统
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N-1检验： （ N-1原则：正常运行方式下的电力系统中任一元件（如线路、发电机、变 压器等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其 他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。这通常称为N－1原则。
N-1原则用于电力系统静态安全分析(单一元件无故障断开)，或动态安全分 析(单一元件故障后断开的电力系统稳定性分析)。
当发电厂仅有一回送出线路时，送出线路故障可能导致失去一台以上发电 机组，此种情况也按N－1原则考虑。）
1. 输电网规划中的可靠性准则
严重故障校验：根据电网结构和特点进行校核。尤其不能造成大面积停电。
➢ 未来发展方向
确定性校核（N-1，严重故障校验）+ 风险评价—效益成本分析
2.输电网规划中可靠性分析和故障排序
➢ N-1分析目的：全部线路中任意开断一跳线路后，系统的各项 运行指标仍能满足给定的要求。规划初期，主要使网络不出现过 负荷，既满足安全输送电力的要求。N-1主要用于过负荷检验。 暂态校核通过故障帅选。
➢ 不满足标准：引起系统其它线路出现过负荷或者系统解列
➢ 处理方法：扩展规划，重新校核。
➢故障排序方法： 元件多导致N-1计算量很大。因此采用故障排序的方法，把严
通过求解每条线路故障的PI的变化值，变化大的排前面，扫描 N-1从前面开始，后面值小的可以忽略。
灵敏度就可以反映出相应线路故障对系统安全性的影响。
3.发输电系统概率可靠性评价
3.1 概述
上述的N-1静态或者暂态分析都是在特定的场景下的。都是确定 性准则，没有量化考虑故障发生的概率。
（概率大-后果不严重），因此采用基于概率指标的方案对比分 析，综合考虑概率和后果两个因素。
当使用状态枚举法时，系统状态数随发电机台数及其降额状态数 呈指数增长；
输电元件包括架空线路、电缆、变压器、电容器和电抗 器等，通常用两状态（运行和停运）模型来模拟这些元 件；
充裕性是对系统的静态特性进行概率评价；安全性则是对系统的 动态特性进行评价。
发输电系统风险评估的系统分析并非是简单的连通性问题,它涉 及到潮流计算、故障分析以及诸如消除过载、发电重新调度、负荷削 减和切换操作等校正措施。
其系统状态选择中需要考虑的问题有：系统元件的独立停运，共 因、电站相关和其他相关停运，气候影响，母线负荷的不确定性和相 关性，降额状态模拟，以及系统的其他约束条件等。
1) 基本步骤
• 发输电系统风险评估主要包括四个方面：
1. 确定元件失效模型和负荷模型； 2. 选择系统状态； 3. 识别并分析系统问题； 4. 进行可靠性指标计算。
• 方法：状态枚举和蒙特卡罗仿真
2) 元件失效模型
发电机组使用两态（运行和停运）或多态（计入降额状 态）模型来模拟。
当使用蒙特卡罗模拟法时，所有发电机的状态或状态转移都可直 接抽样而无需简化；
重的故障排前面，对系统影响不大的排后面。校验故障时从前面 取。
怎样衡量什么故障对系统影响较大呢？
2.输电网规划中可靠性分析和故障排序
建立平价的标量指标：
PI
L l 1
all
Pl Pl
2
Pl为线路有功潮流， 为PL线路传输功率。当系统中没有过负荷时，
小于1P，l PI 指标较小。当系统中有过负荷时，过负荷线路的 大于 1，P正l P的l 指数项将使PI指标变大。因此这个指数可以概括的反应系
Pl
统安全性。为了突出地反映系统过负荷的情况，甚至可以用高次指 数项代替式中的平方项。
通过分析PI指标对各线路导纳变化的灵敏度就可以反映出相应线 路故障对系统安全性的影响。
2.输电网规划中可靠性分析和故障排序
当线路K故障时，PI指标的变化为：
PI PIK BK BK
该指标的值越大，PI增加的越多，说明线路K故障引起系统过负 荷的可能性越大。
评价模型和边界条件：发输电系统中包括位于不同地点的发电机 和负荷，以及输电网。如果发电机全部可用，有可能由于线路单一或 多重失效引起电压越线而消减负荷。因此中间涉及潮流计算、故障分 析以及消除过载、发电重新调度、消减负荷和切换开关的校正措施。 ----比较复杂
3.发输电系统概率可靠性评价
发输电系统可靠性是指统一并网运行的发电系统和输电系统综合 组成的发输电系统，按可接受标准和期望数量向供应点供应电力和电 能量的能力的度量。包括充裕性和安全性两个方面。
3.发输电系统概率可靠性评价
发输电系统可靠性评估随其要求和目的不同，存在以下三种情况： 1.发电和输电元件失效均被考虑，这是一种常见的情况。 2.只考虑输电元件的失效，而假设发电机组100%可靠，这既是 输电系统的评估。在这种情况下，针对特殊的研究目的，某些变电站 电气主接线也可以并入到系统评估中一起加以考虑。 3.只考虑发电机组的失效，而假设输电元件100%可靠。应当清 楚，这种情况与发电-负荷需求系统风险评估并不相同，因为在这里 的评估中仍然要考虑输电网的约束。
EDLC PLC 8760
• 每次切负荷持续时间ADLC
• 负荷切除期望值ELC
ADLC EDLC / EFLC
ELC
8760 T
iS
Ci
• 电量不足期望值EENS
EENS
8760 T
iS
Citi
3.3 评估方法
基本步骤： 1) 元件失效模型 2) 负荷曲线模型 3) 故障分析 4) 负荷削减的最优化模型 5) 状态枚举 6) 状态抽样法——非序贯蒙特卡罗仿真
3.2 充裕度评价的指标体系
充裕度指标分成负荷点指标和系统指标两类。
• 切负荷概率PLC PLC
ti
iS T
来自百度文库
S是有切负荷的系统状态集合；ti 是系统状态i的持续时间，
T为总模拟时间。
• 切负荷频率EFLC
EFLC
8760 T
Ni
Ni 是有切负荷的状态数。
充裕度评价的指标体系(续）
• 切负荷持续时间EDLC
• 多类型新能电源力发系电统综规合划消与纳可的靠关性键技术
发输电系统可靠性评估
1. 输电网规划中的可靠性准则
➢ 国外电网规划中的可靠性准则介绍
欧洲、北美、俄罗斯，共同特点：发生出现机率较高的单一故障时保证 对用户电力的连续供给；发生严重的、出现机率较低的故障时，防止系统大 面积的崩溃。 ➢ 我国输电网规划导则-电力系统稳定导则
N-1原则用于电力系统静态安全分析(单一元件无故障断开)，或动态安全分 析(单一元件故障后断开的电力系统稳定性分析)。
当发电厂仅有一回送出线路时，送出线路故障可能导致失去一台以上发电 机组，此种情况也按N－1原则考虑。）
1. 输电网规划中的可靠性准则
严重故障校验：根据电网结构和特点进行校核。尤其不能造成大面积停电。
➢ 未来发展方向
确定性校核（N-1，严重故障校验）+ 风险评价—效益成本分析
2.输电网规划中可靠性分析和故障排序
➢ N-1分析目的：全部线路中任意开断一跳线路后，系统的各项 运行指标仍能满足给定的要求。规划初期，主要使网络不出现过 负荷，既满足安全输送电力的要求。N-1主要用于过负荷检验。 暂态校核通过故障帅选。
➢ 不满足标准：引起系统其它线路出现过负荷或者系统解列
➢ 处理方法：扩展规划，重新校核。
➢故障排序方法： 元件多导致N-1计算量很大。因此采用故障排序的方法，把严
通过求解每条线路故障的PI的变化值，变化大的排前面，扫描 N-1从前面开始，后面值小的可以忽略。
灵敏度就可以反映出相应线路故障对系统安全性的影响。
3.发输电系统概率可靠性评价
3.1 概述
上述的N-1静态或者暂态分析都是在特定的场景下的。都是确定 性准则，没有量化考虑故障发生的概率。
（概率大-后果不严重），因此采用基于概率指标的方案对比分 析，综合考虑概率和后果两个因素。
当使用状态枚举法时，系统状态数随发电机台数及其降额状态数 呈指数增长；
输电元件包括架空线路、电缆、变压器、电容器和电抗 器等，通常用两状态（运行和停运）模型来模拟这些元 件；
充裕性是对系统的静态特性进行概率评价；安全性则是对系统的 动态特性进行评价。
发输电系统风险评估的系统分析并非是简单的连通性问题,它涉 及到潮流计算、故障分析以及诸如消除过载、发电重新调度、负荷削 减和切换操作等校正措施。
其系统状态选择中需要考虑的问题有：系统元件的独立停运，共 因、电站相关和其他相关停运，气候影响，母线负荷的不确定性和相 关性，降额状态模拟，以及系统的其他约束条件等。
1) 基本步骤
• 发输电系统风险评估主要包括四个方面：
1. 确定元件失效模型和负荷模型； 2. 选择系统状态； 3. 识别并分析系统问题； 4. 进行可靠性指标计算。
• 方法：状态枚举和蒙特卡罗仿真
2) 元件失效模型
发电机组使用两态（运行和停运）或多态（计入降额状 态）模型来模拟。
当使用蒙特卡罗模拟法时，所有发电机的状态或状态转移都可直 接抽样而无需简化；
重的故障排前面，对系统影响不大的排后面。校验故障时从前面 取。
怎样衡量什么故障对系统影响较大呢？
2.输电网规划中可靠性分析和故障排序
建立平价的标量指标：
PI
L l 1
all
Pl Pl
2
Pl为线路有功潮流， 为PL线路传输功率。当系统中没有过负荷时，
小于1P，l PI 指标较小。当系统中有过负荷时，过负荷线路的 大于 1，P正l P的l 指数项将使PI指标变大。因此这个指数可以概括的反应系
Pl
统安全性。为了突出地反映系统过负荷的情况，甚至可以用高次指 数项代替式中的平方项。
通过分析PI指标对各线路导纳变化的灵敏度就可以反映出相应线 路故障对系统安全性的影响。
2.输电网规划中可靠性分析和故障排序
当线路K故障时，PI指标的变化为：
PI PIK BK BK
该指标的值越大，PI增加的越多，说明线路K故障引起系统过负 荷的可能性越大。
评价模型和边界条件：发输电系统中包括位于不同地点的发电机 和负荷，以及输电网。如果发电机全部可用，有可能由于线路单一或 多重失效引起电压越线而消减负荷。因此中间涉及潮流计算、故障分 析以及消除过载、发电重新调度、消减负荷和切换开关的校正措施。 ----比较复杂
3.发输电系统概率可靠性评价
发输电系统可靠性是指统一并网运行的发电系统和输电系统综合 组成的发输电系统，按可接受标准和期望数量向供应点供应电力和电 能量的能力的度量。包括充裕性和安全性两个方面。
3.发输电系统概率可靠性评价
发输电系统可靠性评估随其要求和目的不同，存在以下三种情况： 1.发电和输电元件失效均被考虑，这是一种常见的情况。 2.只考虑输电元件的失效，而假设发电机组100%可靠，这既是 输电系统的评估。在这种情况下，针对特殊的研究目的，某些变电站 电气主接线也可以并入到系统评估中一起加以考虑。 3.只考虑发电机组的失效，而假设输电元件100%可靠。应当清 楚，这种情况与发电-负荷需求系统风险评估并不相同，因为在这里 的评估中仍然要考虑输电网的约束。
EDLC PLC 8760
• 每次切负荷持续时间ADLC
• 负荷切除期望值ELC
ADLC EDLC / EFLC
ELC
8760 T
iS
Ci
• 电量不足期望值EENS
EENS
8760 T
iS
Citi
3.3 评估方法
基本步骤： 1) 元件失效模型 2) 负荷曲线模型 3) 故障分析 4) 负荷削减的最优化模型 5) 状态枚举 6) 状态抽样法——非序贯蒙特卡罗仿真
3.2 充裕度评价的指标体系
充裕度指标分成负荷点指标和系统指标两类。
• 切负荷概率PLC PLC
ti
iS T
来自百度文库
S是有切负荷的系统状态集合；ti 是系统状态i的持续时间，
T为总模拟时间。
• 切负荷频率EFLC
EFLC
8760 T
Ni
Ni 是有切负荷的状态数。
充裕度评价的指标体系(续）
• 切负荷持续时间EDLC
• 多类型新能电源力发系电统综规合划消与纳可的靠关性键技术
发输电系统可靠性评估
1. 输电网规划中的可靠性准则
➢ 国外电网规划中的可靠性准则介绍
欧洲、北美、俄罗斯，共同特点：发生出现机率较高的单一故障时保证 对用户电力的连续供给；发生严重的、出现机率较低的故障时，防止系统大 面积的崩溃。 ➢ 我国输电网规划导则-电力系统稳定导则