电力系统概率风险评估研究及其应用

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1、电力系统概率风险评估研究及其应用第一章绪论1.1风险理论概述风险是一个复杂性的问题，但是风险本质上是指风险承载体在未来损失(或灭失)的不确定性(可能性)[1]。在不同的学科与领域，风险有着自己不同的定义，但是它们都包含着事件发生概率和事件产生后果这两个方面，缺一不可。风险理论包含着诸多的内容，包括风险分析、风险辨识、风险估计、风险评价、风险评估、风险控制和风险管理等，它们之间不是相互独立而是相互依存与交叉。风险分析是指对给定系统进行危险辨识、概率计算、后果估计的全过程，是根据历史数据资料、运行经验、直

2、观认识的科学方法。将风险进行量化，便于进行分析和比较，以能够合理运用有限的人力、物力和财力等资源条件，采取最为适当的措施，达到有效减少风险的目的[2]。风险评价是指在风险分析的基础上，确定相应的风险评价标准，对有关因素进行量化、计算，进而计算出系统的风险概率、风险后果和风险指标，判断系统的风险是否可被接受，是否需要采取进一步的安全措施。风险评估就是指风险分析与风险评价相结合的全过程.确定性方法出现的最早，应用也最为广泛，它不考虑系统中各种随机因素和不确定因素，只是在给定系统运行状态、系统参数和扰动序列

3、的情况下，分析系统即将出现的情况。确定性方法将小概率事件和大概率事件等同看待，因此确定性的评价结果往往过于保守。在当今电力市场的大环境下，各电力公司在保证可靠供电的同时不断追求效益最大化，因此过于保守的分析结果不利于电力公司制定正确的电网规划方案和运行计划。从俄罗斯、北美、欧洲等二十多个国家和地区的可靠性准则来看，基本上都还是以确定性准则为准，其中最主要的就是N-1可靠性准则。..........1.2风险评估在电力系统中的应用风险和可靠性这两个词之间存在着若干相通的含义，他们共同描绘了一个事实的两个

4、方面，较高的风险则意味着较低的可靠性，反之亦然[4]。电力系统风险的根源在于其行为的概率特征。系统中设备发生故障往往是随机的，超出人力所能控制的范围，负荷的变化也存在着一定的不确定性，因而不可能对其进行完全准确的预测。在电力市场环境下，电力企业都在追求效益的最大化，而电能的输入输出取决于瞬息万变的市场需求，电力系统故障造成的后果可能从局部直至大面积的停电，停电则会引发多米诺骨牌效应，殃及交通、通信、金融环境等多个要害部门，造成难以估量的经济损失。近年来世界范围内频繁出现的大停电事故，如美加8.14、英

5、国8.28、希腊7.12、莫斯科5.25大停电等，都给国家带来了巨大的损失，可见电力工业多年来采用的N-1原则已不足以保持系统运行于合理的可靠性水平，但是N-2、N-3的可靠性原则在经济上过于保守，不利于电力公司进行生产计划。显然，一种可行的选择就是在工程规划、设计、运行和维修中引进风险管理，以使系统的风险水平保持在可接受的范围内。..........第二章静态灵敏度及其计算方法在电力系统稳态分析中，静态灵敏度技术已得到了较大的应用，包括从故障严重程度排序到切机、切负荷控制等诸多领域。灵敏度技术以其模

6、型简单、计算速度快、近似效果好等诸多优点，受到了很多重视。2.1灵敏度的基本概念及其种类灵敏度是利用系统中某些物理量的微分关系，来获得因变量对自变量敏感程度的方法。例如，为了调整某些节点电压或者某些线路的潮流，需要利用可控变量与被控变量之间的灵敏度系数来研究哪些控制量改变多少才能使被控变量改变所需要的值。借助灵敏度系数可使这些分析工作得以简化。在电力系统中，自变量可以是系统参数(包括线路阻抗、发电机有功出力、有功负荷、无功负荷、有载调压变压器分接头等)，因变量可以是系统变量(包括负荷节点电压、线路潮流

7、、发电机无功功率、发电机功角等)。无论是在稳态还是在暂态中，当前系统的运行状态必须满足系统的潮流方程，所以灵敏度的计算通常以潮流方程在给定运行点的局部线性化为基础，由此得到的灵敏度本质上描述了某些变量之间的局部线性关系[15]。从时间角度对灵敏度分类，可以划分为静态灵敏度和轨迹灵敏度[16]。静态灵敏度主要应用于电力系统的稳态分析，其主要是指潮流灵敏度，是基于非线性潮流方程，将潮流方程在运行点上进行泰勒展开，忽略高次项，得到的线性关系。其他变量之间的灵敏度关系都是从潮流方程的基础上发展而来的，例如线路

8、潮流同发电机有功注入之间的灵敏度系数就是线路两端节点电压幅值和相角同发电机有功注入之间灵敏度系数的函数，而节点电压幅值和相角同发电机有功注入之间的灵敏度系数就是将非线性潮流方程在运行点处进行线性化得到的。..........2.2静态灵敏度的计算方法敏度的计算可以分为数值法和解析法。由于静态灵敏度模型较为简单，易于求解，常采用解析法进行。数值法求解比较容易实现，一般基于摄动技术来实现，不涉及系统的物理本质和结构特点，但随着控制变量的不断增多，摄动次数将成