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概率的电力系统静态安全性与静态电压稳定性评估

作　者: 张晶钰
导　师: 余贻鑫
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 概率静态安全性概率静态电压稳定性随机潮流 Gram-Charlier级数割集电压稳定域电力系统
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 222次
引　用: 1次
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内容摘要

由于负荷变化的不确定性,电力系统的本质是不确定的,再加之电力市场环境下发电竞价上网所导致的各节点发电的不确定性,传统的电力系统安全稳定性分析已不能完全满足安全监视与评估的要求,电力系统概率安全指标的研究显得愈发迫切。本文建立了基于随机潮流和割集电压稳定域的与潮流约束相关的系统静态安全概率(本文简称潮流安全概率)和与静态电压稳定约束相关的系统安全概率(本文简称静态电压稳定安全概率)的计算方法。文中采用了基于牛顿拉夫逊法潮流线性化模型的随机潮流线性化方法,并在此基础上,利用半不变量法和Gram-Charlier级数,推导出了随机变量的概率分布函数表达式,大大减轻了随机潮流卷积的运算量。基于该法可以容易地算出由节点电压约束和支路电流热稳定极限所限定的系统的潮流不安全概率,也可以利用割集电压稳定域计算出静态电压稳定不安全概率。对于既定网络,根据对未来时刻的负荷预测结果,不仅可以方便的计算整个系统满足潮流安全约束的概率,也可以分别算出每条线路潮流和每个节点电压的概率分布情况及其相应的发生越限的概率。另外,在计算出系统的静态电压不稳定概率的同时,可以通过灵敏度分析挖掘出对系统静态不电压稳定概率值影响最大的关键节点。针对某一预想事故集,对每一个预想事故发生后的网络结构计算上述概率指标,再结合各预想事故发生的概率,可以计算出未来某时刻系统总的潮流不安全概率和静态电压稳定不安全概率(统称为静态不安全概率)。因此,我们既可以对所得概率指标进行排序,以找到某种网络结构下系统的薄弱环节所在,以及对系统静态不安全概率影响最大的预想事故,也可以根据系统的静态不安全概率来直观地衡量系统总体的静态安全状况。从而可对整个电网的概率安全性有一个更科学、更全面的综合评价,便于发现系统运行的潜在危机和薄弱环节,为电力系统在线安全监视、防御与控制提供更有参考价值的信息。文中所提到的相关计算流程及算法已编写成FORTRAN-77程序在计算机上实现。本文所提出方法的有效性已通过对新英格兰10机39节点系统的静态安全概率指标的计算得到证实。

全文目录

中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章绪论  6-14
  1.1 引言  6-7
  1.2 电力系统安全性分析  7-10
    1.2.1 电力系统安全性定义  7-8
    1.2.2 传统的静态安全性分析  8
    1.2.3 概率的安全性分析  8-10
  1.3 电力系统稳定性分析  10-11
    1.3.1 稳定性的定义和分类  10
    1.3.2 电力系统静态电压稳定域  10-11
  1.4 随机潮流  11-12
  1.5 本文主要工作  12-14
第二章电力系统随机潮流计算  14-33
  2.1 电力系统随机潮流简介  14-15
    2.1.1 基本假设  14-15
    2.1.2 计算方法  15
  2.2 电力系统的线性化模型  15-17
    2.2.1 节点功率方程的线性化  15-16
    2.2.2 支路潮流方程的线性化  16-17
  2.3 相关概率理论  17-22
    2.3.1 随机变量的矩、中心矩  17-18
    2.3.2 半不变量  18-19
    2.3.3 截断正态分布相关理论  19-20
    2.3.4 Gram-Charlier级数  20-22
  2.4 电力系统随机潮流计算流程  22-25
    2.4.1 节点注入功率的随机分布  22
    2.4.2 节点注入功率的半不变量的求法  22-23
    2.4.3 随机潮流计算流程图  23-25
  2.5 计算实例  25-31
  2.6 小结  31-33
第三章电力系统潮流不安全概率的计算  33-40
  3.1 概率的静态安全性评估简介  33
  3.2 电力系统潮流不安全概率计算  33-37
    3.2.1 既定预想事故下的不满足潮流安全约束的概率  34-35
    3.2.2 系统的潮流不安全概率  35
    3.2.3 潮流不安全概率计算流程图  35-37
  3.3 计算实例  37-39
  3.4 小结  39-40
第四章电力系统静态电压稳定不安全概率的计算  40-47
  4.1 静态割集安全域  40-41
    4.1.1 割集与割集功率空间  40
    4.1.2 割集功率空间上的静态电压稳定域  40-41
  4.2 静态电压稳定不安全概率计算  41-42
  4.3 静态电压稳定不安全概率计算流程  42-44
  4.4 计算实例  44-46
  4.5 小结  46-47
第五章算法总结  47-49
第六章结论  49-50
参考文献  50-54
附录  54-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

概率的电力系统静态安全性与静态电压稳定性评估

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