電力系統(tǒng)平安分析—N-1預想事故分析方法中國礦業(yè)大學信息與電氣工程學院SchoolofInformationandElectricalEngineering,CUMT2024/6/11碩研11-2班李偉平安分析2024/6/12平安分析的功能是確定系統(tǒng)當前的運行狀態(tài)在出現(xiàn)事故時是否平安。預防性平安分析就是在一組假設事故分析的根底上確定系統(tǒng)的平安性。N-1,N-2靜態(tài)平安分析動態(tài)平安分析預想事故評定自動故障選擇平安分析N-1原那么2024/6/13N-1原那么是判定電力系統(tǒng)平安性的一種準那么。又稱單一故障平安準那么。按照這一準那么,電力系統(tǒng)的N個元件中的任一獨立元件〔發(fā)電機、輸電線路、變壓器等〕發(fā)生故障而被切除后，應不造成因其他線路過負荷跳閘而導致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。當這一準那么不能滿足時，那么要考慮采用增加發(fā)電機或輸電線路等措施。N－1原那么與可靠性分析相比較，它的計算簡便，不需搜集元件停運率等大量原始數據，是一種極為簡便的平安檢查準那么。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)2024/6/14平安正常狀態(tài)：已處于正常狀態(tài)的電力系統(tǒng)，在承受一個合理的預想事故集的擾動之后，如果仍不違反等式約束和不等式約束時系統(tǒng)的狀態(tài)。不平安正常狀態(tài)：處于正常狀態(tài)的電力系統(tǒng)，在承受規(guī)定預想事故集的擾動過程中，只要有一個預想事故是系統(tǒng)不滿足運行約束條件時系統(tǒng)的狀態(tài)。緊急狀態(tài)：當系統(tǒng)運行在不滿足不等式約束條件下時的狀態(tài)。待恢復狀態(tài)：當整個系統(tǒng)處于瓦解或崩潰時的狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)2024/6/15等式的約束形式：g(x)=0式中：x為系統(tǒng)運行的狀態(tài)量。可以認為是功率平衡。不等式的約束形式：

Uimin≤Ui≤UimaxPkmin≤Pi≤PkmaxQkmin≤Qi≤Qkmax

也可寫成：h(x)≤0電力系統(tǒng)正常運行時應同時滿足等式和不等式兩種約束條件。這時處于運行的正常狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)2024/6/16平安正常狀態(tài)：已處于正常狀態(tài)的電力系統(tǒng)，在承受一個合理的預想事故集的擾動之后，如果仍不違反等式約束和不等式約束時系統(tǒng)的狀態(tài)。不平安正常狀態(tài)：處于正常狀態(tài)的電力系統(tǒng)，在承受規(guī)定預想事故集的擾動過程中，只要有一個預想事故是系統(tǒng)不滿足運行約束條件時系統(tǒng)的狀態(tài)。緊急狀態(tài)：當系統(tǒng)運行在不滿足不等式約束條件下時的狀態(tài)。待恢復狀態(tài)：當整個系統(tǒng)處于瓦解或崩潰時的狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)2024/6/17預想事故評定2024/6/18預想事故評定(又稱預想事故分析),是根據系統(tǒng)中全部可能擾動集合中的某一子集------預想事故集，來評定系統(tǒng)的平安性。每一件預想事故相當于作一次潮流計算。為適應實時的需要，要求計算速度快，計算精度不必過高。一般采用直流法、PQ分解法等。對本區(qū)域系統(tǒng)的潮流計算可由狀態(tài)估計提供完整的運行信息。對外區(qū)域系統(tǒng)的計算可采用外部等值來代替。外部等值通常采用ward節(jié)點注入法、解耦ward法、擴展ward法和REI法等求得。預想事故評定2024/6/19在靜態(tài)平安評定中，預想事故集至少應包括以下擾動：線路〔支路〕開斷〔lineoutage〕發(fā)電機開斷〔generatoroutage〕支路開斷模擬2024/6/110支路開斷模擬：對根本運行狀態(tài)的電力系統(tǒng)，通過支路開斷的計算分析來校核其平安性。常用的計算方法：直流法補償法靈敏度分析法支路開斷模擬直流法2024/6/111直流法是以直流潮流法為根底的模擬單一支路開斷或多重支路開斷的直流預想事故分析法，是最為簡單、快速但可能也是最不精確的一種方法。它只能解出支路的有功功率潮流和節(jié)點電壓相位角，而不能解出支路無功功率潮流和節(jié)點電壓模值。支路開斷模擬補償法2024/6/112補償法：將支路開斷視為該支路未被斷開，而在其兩端節(jié)點處引入某一待求的補償電流，以此來模擬支路開斷的影響。特點：不必修改導納矩陣，可以用原來的因子表來解算網絡的狀態(tài)。支路開斷模擬靈敏度分析法2024/6/113直流法快速，但只能進行有功潮流計算，沒有考慮電壓無功問題。補償法要反復迭代，否那么結果誤差大，特別是電壓無功誤差大。斷線分析的靈敏度法：以節(jié)點功率增量模擬斷線的影響。發(fā)電機開斷模擬2024/6/114在網絡的根本潮流解求得之后，對于發(fā)電機開斷模擬，通常采用的方法有以下幾種：支流法發(fā)電量轉移分布系數法廣義發(fā)電量分布系數法計及系統(tǒng)頻率變化的發(fā)電機開斷模擬自動故障選擇2024/6/115自動故障選擇ACS(AutomaticContingencySelection)：就是在實時條件下利用電力系統(tǒng)實時信息，自動選出那些會引起支路潮流過載、電壓違限等危及系統(tǒng)平安運行的預想事故，并用行為指標來表示它對系統(tǒng)造成的危害嚴重程度，按其順序排隊給出一覽表。自動故障選擇需要一種快速的開斷模擬算法，并在精度上能夠滿足排隊的要求，亦即是能夠剔除不起作用的預想事故，并將起作用的預想事故按嚴重程度排隊。有功功率行為指標2024/6/116表征預想事故嚴重程度的兩種行為指標:有功功率行為指標和無功功率行為指標，分別表征線路潮流違限和節(jié)點電壓違限的嚴重程度。這些行為指標都是以偏離于系統(tǒng)變量限值的多少來定義的。(1)有功功率行為指標：是一種用來衡量線路有功功率過負荷程度的計算方式，表示式為式中：ωp為有功功率權因子；Pl為線路l中的有功潮流；Plmax為線路l的有功潮流限值；α為有功功率過負荷的線路集合。無功功率行為指標2024/6/117(2)無功功率行為指標：是用來衡量電壓與無功功率違限程度的計算公式，表示式為式中：Ui為節(jié)點i的電壓模值；Uilim為節(jié)點i的電壓模值限值；ωu為電壓權因子；Qi為節(jié)點i的無功注入；Qilim為節(jié)點i的無功注入限值；ωq為無功功率權因子；β為電壓模值超過上、下限的節(jié)點集合；γ為無功超過上、下限的節(jié)點集合。終止判據2024/6/118是指對一覽表中的需要進行詳細交流潮流計算的預想事故數進行選擇的判據。常用的兩種終止判據。〔1〕只分析預想事故表中前面N個。特點：計算時間短，但N個以后的開斷情況，也有可能會引起違限。這樣就有可能遺漏嚴重情況。〔2〕采用不再出現(xiàn)