1、第四章发输电系统的安全性评估Security Evaluation for Composite Generation and Transmission System4.1 概 述4.2 实用概率稳定分析法原理4.3 我国电力系统稳定破坏事故统计分析4.4 实用概率稳定分析法计算流程4.5 基于 Monte Carlo模拟法的发输电系统安全性评估原理4.6 发输电系统安全性的指标体系4.7 状态评估的流程图及算法实现4.1 概 述本章讨论发输电系统经受突然扰动 (短路或失去非计划停运的系统元件 )的能力。安全性指标反映在短暂时段内发输电系统在动态条件下系统容量满足负荷需求的程度。充裕性和安全性评
2、估的共同点和不同点v 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；v 研究层面的侧重点不同，两者互相完善互相补充；v 评估目的不同：安全性评估的目的是估计系统对突发故障的经受能力，单纯考虑损失负荷量不能全面衡量事故后果的严重程度；v 安全性评估所关注的是发生概率更小的事件，计算的复杂性和工作量更加突出。4.1 概 述电力系统稳定概念安全性评估总是与电力系统稳定计算相联系的。 电力系统安全稳定导则 对电力系统稳定的阐述：v 静态稳定 是指电力系统受到小干扰后，不发生非周期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力；v 暂停稳定 指电力系统受到大干扰后，各同步发电机保持同
3、步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力。通常指第一或第二振荡周期不失步；v 动态稳定 是指电力系统受到大干扰后，不发生振幅不断增大的振荡而失步。4.1 概 述NERC关于正常和偶发事件的分类类别 偶 发 事件 停运元件 系 统 极限或冲 击始 发 事件或偶 发 事件元件 热 极限 电压极限 系 统稳 定 失 负 荷或限制 稳 定 传输 连锁停运A类 ：无偶发 事件 所有 设 施在运行中 无 正常 正常 是 否 否B类 ：事件导 致失去单 一元件单线 接地 (SLG)或三相故障，正常切除： 发电 机 传输线 路 变压器失去一个元件，无故障单 一单 一可用出力A/RA/R可用出力A/RA
4、/R是是否否否否 单 极 (DC)线 路拒 动 ，正常切除 单 一 A/R A/R 是 否 否C类 ：一个事件或多个事件 导致失去两个或多个元件SLG故障，正常切除： 母 线 段 断路器 (失效或内部故障 )多重多重A/RA/RA/RA/R是否计 划的计 划的否否 B类 型 (B1,B2,B3,B4)偶 发 事件，人工 调 整系 统 ，随后又 发 生 B类 型 (B1,B2,B3,B4)偶 发 事件多重 A/R A/R 是 计 划的 否双极拒 动 ，正常切除： 双极(DC)线 路非 3相短路，正常切除 同塔双回路多重多重A/RA/R计 划的计 划的否否SLG故障，延 迟 切除： 发电 机 传输
5、线 路 变压 器 母 线 部分多重多重A/RA/RA/RA/R是是计 划的计 划的否否注： A/R指由系统或设施所有者决定，并一贯应用于正常或紧急设施热定额或系统电压极限。4.1 概 述确定性电力系统稳定评价：在给定电力系统结构，参数及扰动类型及发生地点的条件下进行的评价。基本假设和规定：v 金属性短路；v 不考虑短路电流中直流分量的作用并假定发电机定子电阻为零；v 按给定要求选择发电机组的等价模型，并认为发电机组转速在额定值附近；v 给定继电保护的动作时间，重合闸和安全自动装置的时间可以给定或经稳定计算。概率性电力系统稳定评价：v 选择导致暂停稳定失去的主要因素作为随机变量；v 建立随机变量
6、的概率模型；v 计算失去系统稳定的概率性指标。4.1 概 述基于 Monte Carlo法的 安全性评估指按 Monte Carlo模拟法原理来评价电力系统的安全性。主要包括：状态筛选；状态评估和可靠性指标计算 3个部分。本章将介绍实用型的概率性电力系统稳定评价法和基于 Monte Carlo 法的电力系统安全性评估法。4.2 实用概率稳定分析法原理目标就是基于概率统计方法来定量评估电力系统的稳定性，给出概率性的电力系统稳定指标。 随机变量的选取按 计算要素分按 随机变量的性质分系统及供电点的负荷水平系统故障线路或其他元件的分布短路类型短路后故障线路及其元件的切除时间连续型 离散型均匀分布：故
7、障点正态分布：负荷波动对数正态分布：切除时间短路故障类型不同负荷水平4.2 实用概率稳定分析法原理概率模型v 对于连续型随机变量式中， P(Kjip) 一个概率事件 Kjip的 概率 （ 运行水平 p， 故障线路 i， 不稳定事件 j）； P(Ei) 线路 i发生故障的概率事件 Ei的概率；n 短路故障类型； f n 线路 i上 发生 n型 短路故障的条件概率； Ljpi,n 简单系统中当故障发生在距首端足够远的地点时，系统恰好能保持稳定的临界长度。v 对于离散型随机变量式中， Ei 故障事件 i；tCC 该事件对应的保持暂态稳定的极限切除时间；tC 保护系统实际切除故障时间；Xi 随机变量
8、i。4.2 实用概率稳定分析法原理主要概率指标v 系统稳定或不稳定概率式中， PS 全系统稳定概率； N 故障类型数； L 线路总数； Pif第 i种 故障出现的概率； PijL第 i种 故障出现在第 j条线路上的概率； PSij第 i种故障出现在第 j条线路时系统稳定的概率。v系统不稳定的期望频率v系统不稳定的期望恢复时间4.3 我国电力系统稳定破坏事故统计分析1970 1997年间稳定破坏事故统计v 发生电力系统稳定破坏事故共 320次，平均 11.8次/a；v 1970 1980年 209起，平均 19次 /a；v 1981 1990年 84次，平均 8.4次 /a；v 1991 1997年 27次，平均 3.85次 /a。v引起电力系统稳定破坏事故的元件类型统计年 份 线 路 /% 母 线 /% 发电 机 /% 主 变 /% 其他 /% 合 计 /%1981 1987 48.5 19.7 21.2 0 10.6 1001988 1997 54.7 16.7 14.3 4.8 9.5 1001981 1997 50.9 18.5 18.5 1.85 10.15 100
