基于风险理论的电力系统安全评估方法应用new

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1、万方数据中国电力教育2008年研究综述与技术论坛专刊基于风险理论的电力系统安全评估方法应用潘轩。张建华(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：介绍一种基于风险理论的电力系统安全评估方法的原理。应用数学方法并结合历史数据获取了事故概率，并从不同的安全性指标人手确立事故后果模型，建立了相应风险指标。最后对某地区电网应用风险评估，找到在相同负荷断面下对电网风险影响较大的故障线路并比较不同负荷断面下系统的风险。关键词：风险理论；概率；后果模型；安全评估；电力系统基金项目：本文系北京市教育委员会共建项目建设计划资助的研究成果。近些年来电力系统逐步发展成为超大规模的复杂系统。随之带来的隐

2、患是电网发生的局部问题，可能诱发恶性连锁反应，并最终酿成大面积停电等重大系统事故。【11所以保证电力系统的安全稳定运行成为近些年世界范围内最为重视的问题，电力系统安全评估方法也成为业内人士最为关注的研究方向。对电力系统安全评估方法的研究经历了三个阶段：传统的确定性评估方法、【21概率性评估方法【33和风险评估方法。¨1传统的确定性评估方法已在电力系统中有了很广泛的应用。但是它难以考虑电力系统的复杂性和随机性，只重视最严重的事故。概率性方法考虑了事故发生的概率，但对事故的后果没有加以具体指标的量化。风险评估方法定量的描述系统安全的两个重要因素：事故的可能性和后果严重性，并且引入了风险指标。所以基

3、于风险理论的安全评估方法可以对电力系统进行更为细致、更为直观的评估。本文通过数学方法和历史数据确定出事故发生的概率，从不同角度分别建立事故严重度的模型，从而得出具体的风险指标。最后以某地区电网为例，分别计算其2007年夏冬两季系统的各种风险，并且对其结果进行比较分析，从而验证本方法的实用有效性。一、风险评估方法原理1．基本公式及原理在电力系统安全分析中将风险定义为：事故发生的概率×事故产生的后果。通常采用的计算风险值公式为：R(C，)(t)=口(E仪)×S(c，E)，式中i为评估元件集合；)(t是故障前的运行状态；E是不确定的事故；C是不确定事故造成的后果；P(E，)(1)是在)(t下E出现的

4、概率；S(c，E)是在E下产生C后果的严重度；R(cⅨ)是风险指标值。2．事故概率模型从电力系统历史事故统计数据和其他参考文献可以得出系统发生事故的概率基本符合泊松(‰)分布，口3即P、k．一^(E／X,)=!警-_k=0，1，2，⋯⋯，式中，P(E／X,)为发生k次E‘：事故的概率；入为某段时间发生事故次数的数学期望值。3．事故后果模型及风险指标本评估将事故产生的后果定义为事故后系统状态对应的严重度函数值。【63通过具体数值的比较，可以直观的看出系统某部分引起的风险大小。由于风险具有强解耦性，因此从各个具体安全性问题人手，计算不同类型的风险指标值，达到在某种事故下对系统整体风险评估的目的。本

5、评估定义了四种评估指标，分别是线路过负荷风险、变压器过负荷风险、低电压风险和失负荷风险。(1)线路过负荷风险指标线路过负荷风险反映的是发生事故导致系统内线路传输功率过载的风险程度，定义其严重度函数为SL(c，E)。如图l所示，当线路电流小于或者等于额定电流的50％时属于轻载而且满足双回线的N—l，风险严重度取值为O；当线路电流大于或者等于额定值的100％时线路不能长时间正常运行，风险严重度取值为1；中间部分严重度与线路负载率成线性关系。亚重度1线路电流占额定电流百分比50％100％图1线路过负荷严重度函数sL(C／E)·作者简介：潘轩(19s3一)，男，河北保定人，华北电力大学电气与电子工程学

6、院电力系统及其自动化专业05级硕士研究生。万方数据220基于风险理论的电力系统安全评估方法应用所以线路过负荷风险指标的公式表示为：凡(c伐)=即1(E，X)x是(aE)(2)变压器过负荷风险指标变压器过负荷风险反映的是发生事故导致系统内变压器负载率过载的风险程度，定义其严重度函数为sr(C／E)。如图2所示，当变压器负载率小于或者等于额定容量的50％时属于轻载而且满足两台主变其中一台退出运行后另一台可带全部负荷，所以风险严重度取值为O；当负载率大于或者等于100％时风险严重度取值为1；中间部分严重度函数的取值与变压器负载率成线性关系。豇E重度变压器负载率50％100％图2变压器过负荷严重度函数

7、ST(C／E)所以变压器过负荷风险指标的公式表示为：RT(c伐)=XP(E／X,)×sr(c，E)I(3)低电压风险指标低电压风险反映的是发生事故造成系统中母线电压下降的风险程度，定义其严重度函数为，每条母线的电压幅值决定低电压风险严重度的取值。如图3所示，当母线电压为1．Op．时，严重度函数取值为o；根据当电压降到0．7pu及其以下时电动机保护动作使之退出运行的负荷特性，取值为l；中间部分严重度