基于点估计法的电力系统可靠性评估方法研究
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点估计法优劣评价标准点估计法是一种常见的统计方法,用于估计某个未知的参数。
在评价点估计法的优劣时,我们可以考虑以下标准:1. 准确性:准确性是衡量点估计法估计结果与真实值之间的差异大小的标准。
如果估计结果与真实值之间的差异很小,则说明该方法准确性高。
为了评估准确性,我们可以使用如均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)等指标。
2. 可靠性:可靠性是指点估计法在多次重复估计时能够稳定地得到合理结果的特性。
如果一个方法在多次重复估计时得到的结果不稳定,那么这个方法的可靠性就比较低。
为了评估可靠性,我们可以使用如置信区间、偏差和方差等指标。
3. 鲁棒性:鲁棒性是指点估计法在面对异常数据、缺失数据或错误假设时的稳健性。
如果一个方法在面对这些情况时结果仍然合理,那么它的鲁棒性就比较高。
为了评估鲁棒性,我们可以使用如Z-score、IQR等指标来衡量数据分布的异常值。
4. 效率:效率是指点估计法在计算上的复杂度和速度。
如果一个方法需要大量的计算资源和时间来得到结果,那么它的效率就比较低。
为了评估效率,我们可以使用如计算时间、所需的计算资源等指标。
5. 解释性:解释性是指点估计法得到的结果能够被理解和解释的程度。
如果一个方法得到的结果难以理解和解释,那么它的解释性就比较低。
为了评估解释性,我们可以考虑如结果呈现的清晰度、直观性等指标。
综上所述,对于点估计法的优劣评价,我们需要综合考虑准确性、可靠性、鲁棒性、效率和解释性等多个方面。
通过对这些标准的评估,我们可以全面了解点估计法的性能,并选择最适合我们数据和需求的点估计法。
电力系统中的配电网状态估计方法综述随着电力系统规模不断扩大和配电网电力负荷的增长,人们对配电网状态估计方法的研究和应用越来越重要。
配电网状态估计是指通过对电力系统中一些关键节点的测量值进行处理和分析,来估计整个配电网的运行状态和电力参数的一种方法。
本综述将介绍配电网状态估计的基本原理、常用方法和最新研究成果。
1. 基本原理配电网状态估计的基本原理是利用电力系统的测量数据和系统模型,在数学和计算机技术的支持下,通过解决一个无约束最优化问题来估计整个配电网的各个节点状态和电力参数。
一般来说,状态估计问题可以分为两个步骤:数据预处理和状态估计。
数据预处理包括质量控制、异常值检测和数据插补等,目的是对测量数据进行预处理,使其达到可靠性和合理性要求。
状态估计是基于处理后的数据进行估计,其中包括计算节点注入功率、构建节点注入功率矩阵、计算导纳矩阵和估计节点状态等。
2. 常用方法配电网状态估计方法多种多样,主要包括传统方法和基于机器学习的方法。
传统方法通常基于线性和非线性最小二乘法,通过求解正则方程或最小二乘问题来进行状态估计。
这些方法在计算复杂度上相对较低,在小规模配电网上得到了广泛应用。
然而,在大规模配电网中,这些传统方法往往存在计算量大、收敛速度慢等问题。
基于机器学习的配电网状态估计方法是近年来的研究热点,它通过建立配电网的数据驱动模型来进行状态估计。
这种方法可以利用大量的历史数据进行训练,并且能够处理非线性和非高斯的分布数据。
常见的机器学习方法包括人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)和随机森林(Random Forest)等。
这些方法在精度和效率方面相对较高,适用于大规模配电网状态估计问题。
3. 最新研究成果近年来,随着智能电网和物联网技术的发展,配电网状态估计研究取得了一些重要成果。
例如,基于深度学习的配电网状态估计方法在高精度和高效率方面取得了显著的进展。
深度学习算法如卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等可以提取电力系统数据的空间特征和时间特征,从而提高状态估计的准确性和鲁棒性。
2020年12月第23卷第12期电力大数据2020年总目录 Dec 2020,Vol 23,No 12POWERSYSTEMSANDBIGDATAGeneralcontentsin2020《电力大数据》2020年1~12期总目录第1期□大数据专题基于集中器SIM卡状态分析的异常检测 董重重,王 吁,夏水斌,孙秉宇,何 欢,王先培(1)…………基于Q-Learning算法用户最优充电站运营研究 刘 燕,贾肇伟,高 虹(8)………………………………………基于倾角传感器及不同杆塔类型的输电线路覆冰监测研究 殷蔚翎,黄 良(14)………………………………………………基于人工智能的风机塔筒倾覆智能预警系统建设与开发 陈万勋,刘春波,赵坚强(21)……………………………………基于蛛状网拓扑智能变电站“三层一网”通信系统研究 单梦琦(28)………………………………………………………基于数据可视化的隔离开关运检辅助决策 门业堃,于 钊,宋 威,侯宇程,钱梦迪,滕景竹(37)…………基于大数据挖掘的电网监控信息智能监控研究 孙云岭,徐建建,李 飞,李少博,苏玉京,李 芸(45)…………智能变电站集中式站域测控装置设计与实现 辛明勇,杨 婧,高吉普,王 宇,张 历,汪明媚(51)…………基于大数据的电力环保数据平台建设 雒 军,唐 坚,赵 喆,王 佩,闫 强,陈 星(58)…………新能源综合服务平台及在配电网中的应用研究 王建平,李 莎,罗子昀,王永琦(64)……………………………节能灯谐波指纹的测试研究与分析于 洋,李成升(70)…………气象模拟仿真技术在电力安全应急培训中的应用与研究 陈肖龙,刘 航,李卓晖,张宝星,潘岐深,张荣鑫(78)…………基于负荷曲线的配网支线负荷电流计算研究与应用 林 元(84)………………………………………………………第2期□大数据专题基于FAHP的电网企业配电变压器供应商分级管理评价模型 代 洲,尹 华,李桧禹,毛 磊(1)……………………………贵州省近60年气温变化特征分析及对输电线路运维的影响 刘发勇,犹珀玉(9)………………………………………………基于大数据平台的点负荷近中期负荷预测及行业负荷增长 特征分析李 健,王琛,林韶生,杜佩仁(17)……………………智慧能源区块链平台及典型应用分析与设计 裴求根(26)………………………………………………………大数据技术在火电厂SCR脱硝系统中的应用 唐 坚,尹二新,路光杰,陈 鸥,张 军,刘永岩(32)…………基于电力物联网和GIS融合的变电智能运检系统研究 李 飞,赵大兴(38)………………………………………………电力领域科技查新系统的设计与实现 韦嵘晖,王庆红,孙辛博,王洪俊(46)……………………………基于RetinaNet模型的鸟巢智能检测 时 磊,杨 恒,周振峰,杨刘贵,张 辉,杜 浩(53)…………电网转型背景下地市级智能电网示范区规划研究 唐小璐,赵伟然,古 含,何 鑫(59)……………………………基于高层气象大数据的风电场中长期风功率预测研究 李 飞,纪 元(66)………………………………………………基于决策流程的电网强降雨及地质灾害应急信息系统研究 苏华英,唐延婧,夏晓玲,田连杰(73)……………………………无人机载多载荷输电线路巡检方法研究 陈科羽,王 萍,,石书山,周筑博,杨鹤猛(80)…………………面向电力物联网的电力大数据应用 王海洋,赵忠强,唐建华(87)……………………………………第3期□大数据专题基于大数据的台区行业聚合分类方法及分类特征分析 李 健,林韶生,陈 芳,杜佩仁(1)……………………………实时电价下用户侧电力需求响应模型优化策略及数字仿真 谈竹奎,汪元芹,赵 菁,刘 斌,刘 敏(10)…………………设备监控信息大数据与设备模型的互校验及实用化事件分析 高 志,樊锐轶,米 超,王大海,胡庆博,冯 超(19)…………利用大数据实现电能计量装置运行状态质量评估 妙红英,李 蒙,王艳芹,王 松,洪 虹,康 强(27)…………基于稳态波形分解与神经网络的负荷识别方法 陈伟伟,洪彬倬(34)………………………………………………基于大数据的导线悬垂面脱冰跳跃高速摄影测量方法研究 马晓红,吕乾勇,毛先胤,徐舒蓉,王建国,唐 敏(40)…………基于BP神经网络的输电线路隐患预放电识别研究 杨 旗,曾华荣,黄 欢,马晓红,毛先胤,张露松(47)…………大数据理念下的供应商分析及应用研究 方茂欢,贺绍鹏,陈金猛,李 屹,郝嘉诚(55)…………………基于Hadoop和HBase的输变电设备数据聚合平台 陈 锐,吴应双,曹 杰,刘明顺(62)……………………………基于用户行为的分时电价时段划分和价格制定 陈巨龙,黄剑平,张 裕,代 江(69)……………………………智能变电站二次系统组网结构与信息传输优化研究 唐孝舟,刘青红,孙长兰,章叶青,葛立青(77)…………………电力大数据第23卷考虑多场景新能源预测的月度机组组合研究 赵 倩,赵翔宇,苏华英,汪明清,游成彬,黄红伟(85)…………第4期□大数据专题基于故障概率的配电设备排查路径规划 马天佚,朱建明,杨 霖,张 驰(1)……………………………多源信息融合的微服务化电网事故追忆 韦洪波,曹 伟,叶桂南,韦昌福,何伊妮(8)……………………基于人工智能的电网调度操作智能防误系统建设及实践 蔡新雷,齐 颖(16)………………………………………………电力物联网中5G边缘计算技术的研究 王 亮,鲜 柯(24)………………………………………………基于LoRa技术的低压集抄系统运行可靠性分析 孙 航,梁丹丹,郝凤柱,何 毅,张 鸷(31)…………………基于规则和机器学习的核电文件分发系统研究 刘帝勇,杨 强,岳振兴(39)……………………………………基于大数据模式识别机器学习算法的热力站动态能耗指标 预测模型王 炎,张海增,胡新华,赵 隽,李 添(47)………基于XGboost的线路覆冰测量中激光测距的误差研究 曾华荣,谢百明,王 冕,林呈辉,高吉普(54)…………………多虚拟电厂接入的主动配电系统优化经济调度 邵倩文,姚 璐,谢 威,李舒佳,谢 敏,李建钊(62)…………基于预期完成率的月内滚动机组组合研究 田年杰,苏华英,刘明顺,李 赟,黄红伟,游成彬(71)…………电能表运行误差与状态评价模型研究 王晨丞,张君胜,蒲丽娟,何培东,杜 斌,赵智辉(79)…………存在反向有功电量低压用户的研判方法研究 马 浩,王立斌,武超飞,赵国鹏,马婷婷(86)…………………第5期□大数据专题基于生存分析模型的电力设备故障预测方法 王春波,陈 刚,周 融,马莉娟(1)……………………………基于人工智能技术的电网调度控制业务研究 范英乐,王 浩,白玉东,李 熙(9)……………………………基于神经棒的电力变压器离线图像识别研究与应用 曾 惜,王 冕,王林波,龙思璇,吕 飞,陈华彬(16)…………低照度液晶屏幕图像增强算法 张薇薇,王 彦,张庆伟,付龙明,黄 辉(23)…………………一种改进的RGB-DSLAM室内空间三维重建方法 余兆凯,彭晓峰,邱昌杰,李 训,常友谦(30)…………………综合能源热力潮流节点标幺值模型及算法实现 陈 晓,齐文斌,平 原,谭志海,刘兴艳(38)…………………考虑发电能力匹配性的输变电设备检修优化方法 李 豹,袁 泉,张 蔷,卢明富,张德亮,黄红伟(46)…………大数据技术在配网单线图自动成图的应用研究 何雄坤,周宏志,聂 辉,陈满超,齐志刚(54)…………………基于数据驱动的物资储检配一体化系统研究和应用 彭 坤,朱长征,高书怡,朱孝峰,潘 敏,李 刚(64)…………基于大数据的发电量预测分析数据平台建设 张睿锐,徐俊强,童 琪(72)……………………………………一种云计算数字签名技术的研究与实现 杨凯利,瞿 强,张永超,张其静,娄红红(80)…………………面向电网实时运行风险的快速定级方法研究及应用 罗 艳,陈子敬,高 浩,粟 景(86)……………………………第6期□大数据专题基于用户停车行为统计的电动汽车快速充电站最优规划 陈巨龙,刘振铭,薛 毅,廖志军,郑方鹏,徐立新(1)…………大数据环境下基于K-means聚类算法的分组负荷预测研究 史 静,南开辉,周 琪,谈 健,李 琥(9)……………………基于改进的SAE和DCT的自适应无人机巡线图像识别算法研究 王 鑫,李天睿,焦睦涵,刘萌森,刘逸涵(17)…………………基于KC-LSSVM-MAFSA的并网光伏微网系统的能量管理 黄 柯,李佳蓉,杨璐瑜,陈 爽(26)……………………………基于BP神经网络模型的输电线路造价预测模型研究 张宇晨,张宇霖,封春菲,王 晨(35)…………………………基于TOPSIS的私自增容专变电力用户排查方法 王立斌,张思为,马 浩,赵 佩,李梦宇(43)…………………基于多级属性加密的零信任访问授权控制方法研究与设计 黄 何,刘 劼,袁 辉(51)……………………………………基于大数据分析的电力用户多维价值识别精准营销投入产出 模型研究姚丹靖,褚 燕(57)……………………………………基于大数据技术的配网故障抢修分析预测系统的设计与实践 王海洋,迟兆江,蔡鹏飞(63)……………………………………数据标签研究与应用李阿勇,税 雪,宋志伟(69)………………基于泛在感知及Python编程的线损问题区间快速定位方法 黑 阳,单宇南,李文澜,张 维,郝旭东,胡一平(75)…………基于同步向量的配电网运行数据监测装置设计 曾 惜,王元峰,王林波,杨琦岑,蔡广林(85)…………………第7期□大数据专题基于FaceNet的无人值守变电站智能监控终端 宗祥瑞,王 洋,金 尧,周 斌,任新颜,庞玉志(1)…………基于大数据的电网状态估计精细化分析 刘 爽,张 硕,郑 璐,王兴才,金宜放,王 铎(9)………… 第12期《电力大数据》2020年总目录数据挖掘技术在反窃电工作中的应用研究 秦 娜,高振江,白泽明,栾德佳,李雨庭(16)…………………水火电发电权交易机制及水电市场化发展模式探究 吕 翔,吴引航,戴晓娟,卢冬雪,陈雨果(24)…………………基于随机模型预测控制的能源互联网双层协调优化调度 蒋泽甫,张 彦,高 华,何向刚,周杨林(31)…………………一种基于SQLite数据库的电网滚动规划分布式收资方法 俞秋阳,何俊峰,常宝立,王新宝(39)……………………………利用差分-花粉算法实现反时限过流优化 罗 琨,罗晨瑀,刘 丽,李正新,周 坤,郝东方(46)…………变电站双星形并联电容器组电容量快速测量方法 杨 旗,谢百明,陈沛龙,文 屹,马晓红,陈 竹(54)…………基于数据分析的MGP并网系统电气端口的谐波特性 陈巨龙,薛 毅,李庆生,张裕,何向刚(62)……………………基于聚类分析的低压配电设备误告警识别方法 冯 义,李中文,晋 斌,张腾飞(72)……………………………一种基于主站多源信息的配网故障定位方法研究 练 寅,王 荣,刘安茳,王昆伦(79)……………………………贵州火电机组机网耦合扭振典型故障分析与寿命评估 徐章福,邓彤天,李志凌,姜延灿(86)……………………………第8期□大数据专题基于电力大数据的新能源跨区域消纳研究 彭 旭,郭耀松,刘 琼,周兆南,白 鑫,高 翔(1)…………基于小波变换的多路基坑尺寸检测降噪评估 张 周,胡 科,张 鹏,林 佳,胡涤尘(9)……………………基于多层协作负荷辨识技术的新型智能电表研制及应用 田 欣,王克南,宁 蒙,邓士伟,李世洁(18)…………………考虑稳控系统动作策略的大电网实时风险评估 康 鹏,陈俊全,姚 刚,宋 弦,白宏宇,杨 帅(26)…………基于电力大数据的多源异构数据融合技术研究与应用 毛先胤,文 屹,马晓红,黄 欢,张 辉,余 容(33)…………考虑设备利用效率和规划执行情况的配电网规划投资分配模型 张 彦,高 华,刘金森,李丽娟(40)……………………………基于PSO-LSSVM的输电杆塔腐蚀失重回归拟合研究和分析 王 立,李 振,王 伟,杨世平,刘 恒(47)…………………基于营配大数据的配网故障定位系统的设计与实现 袁忠军,王 丹,段湛辉,陈业伟,李明勇,张宁欢(56)…………基于健康度与重要度的配电网线路评价 林 元(63)………………………………………………………基于新型滑模观测器的MMC子模块IGBT开路故障诊断方法 刘方艳,汤亚芳(71)………………………………………………基于电量守恒原理台区拓扑计算模型研究与应用 梁旭常,汪 毅,黄兆鹏,靳 光,刘 林,王 鹏(79)…………深度调峰工况下外圈配水湿式冷却塔模拟研究 王锁斌,邓彤天,王红波,李晨宇(86)……………………………第9期□大数据专题基于电网电厂数据交互的居民垃圾分类激励方法及效果预测 方 响,王 亿,夏 霖,孙智卿,徐祥海,侯伟宏(1)…………基于无线传感器与边缘网关的变电站全物联体系方案 朱 成,黄 娅,刘 沁,张 力,刘光程,周哲夫(10)…………基于大数据技术的电网自然灾害应急救援能力评价体系研究 秦浩然,夏银宽(18)………………………………………………基于改进粒子群算法的接地网腐蚀诊断研究 陈敬友,付 明,张 军,张 超,杨尊富,雷治炼(26)…………基于用电信息的电力能效服务潜在客户挖掘 王立斌,马 浩,杨 鹏,张 晶,张肖杰(34)…………………基于模糊聚类与互信息的电网运营指标类间筛选策略 李嘉周,尹 远,刘俊勇,王电钢,黄 林,唐 杰(42)…………基于监控PaaS的大数据治理研究 王 军,宋 尧,于全喜,宁 楠,廖清阳(50)…………………考虑抽蓄电站运行特性的电网经济调度方法 袁 泉,周 鑫,张 蔷,周毓敏,黄红伟,李 展(58)…………基于改进内点法的电热联合系统优化研究 陈 晓,谭志海,平 原,刘兴艳,李玉芬(66)…………………SPWM逆变器输出共模电压影响因素研究 江 娜,曾 鹏,艾 波,李 锦,王生平,谢明威(74)…………机网系统耦合作用下贵州火电机组轴系扭振建模与实测验证 徐章福,邓彤天,李志凌,姜延灿(85))…………………………第10期□大数据专题基于一维卷积神经网络和自注意力机制的非侵入式负荷分解 蒙 亮,于 超,张希翔,覃智君(1)……………………………弱约束关联下考虑社会属性的低压居民台区负荷预测 卢德龙,缪继东,吕培强,殷 勤,吴 阳(9)……………………基于多维特征模糊聚类的负荷用户精准用电管理策略 殷新博,王 数,陆 芸(17)……………………………………RIMA-MSFD组合模型在甘肃省水力发电量预测中的应用 成禹蓉,冶海廷(25)………………………………………………大数据思维推进光伏扶贫管理创新的实践及应用研究 罗 凡,徐兰兰,边海源,杨照逵,白闻强,王小龙(34)…………基于移动边缘计算的电力需求响应业务分配研究 胡 波,王建红(42)………………………………………………基于大数据的企业用能数据共享分析平台设计与实现 张 颖,郭思炎,张益辉(49)……………………………………电力大数据第23卷基于云计算的小水电远程集控平台的设计与实现 陈云鹏,郑黎明,邱生顺,刘德文,李晓波,杜 炜,陈庆锋(55)……基于数据中台的电力数据报表模型研究与应用 张 帆,杨 志,李文娟,胡锡双,张 乐(63)…………………基于规划工具的配电网规划现状数据分析研究 关守姝,董小虎,孙 强,冯 涛,韩天华(70)…………………南方电网发电侧运行备用容量统计研究及应用 李慧勇,杜 旭,方必武,杨 林,郭自豪,丁 刚(79)…………电力数据标签库建设及服务能力研究 郭 敏,林晓静,尹泽楠,万 凯(86)……………………………第11期□大数据专题基于电网大数据的故障风险分析研究 裴求根,杨舒涵,卢宾宾(1)………………………………………基于改进FasterRCNN的配网架空线路异常状态检测 王超洋,罗敬一(9)………………………………………………基于AI大数据技术的无人机巡线研究 王 勇,王永旺,郭建勋(17)……………………………………基于大数据的输电线路无人机巡检路径追踪方法 吴晏芳,梁智勇,陈冠胜,黄 浩,姜 南,魏子力(24)…………基于边缘计算的GIS母线热特性状态辨识研究 程占峰,夏 博,李波涛,王兴江,朱思尧(31)…………………基于大数据技术的交直流混合主动配电网规划模型构建 胡 波,赵善龙,庞伟林(38)……………………………………呼和浩特地区电网基于大数据的BP神经网络短期负荷预测 姜海洋,周芮冰,王烁罡,周定均,刘昌新,云 卿(47)…………智慧家庭储能系统配置与运行双层优化 胡厚鹏,林晓明,钱 斌,梁 雾,刘安茳,练 寅(55)…………基于出力-等值容量特性的光伏出力预测方法 吴 雨,张 宇,赵紫恒,连 欣(63)……………………………基于电力大数据分析的综合能源服务分析与服务策略制定 曹 敏,白泽洋,巨 健(72)……………………………………基于电量实时计算的市场监测数字化分析研究与应用 王林信,罗世刚,江 元,李竣业(79)……………………………基于大数据分析的火电机组节能诊断与能效管理 张 平,孙雪丽(86)………………………………………………第12期□大数据专题X射线数字成像技术与图像人工智能诊断的探索与实践 谢百明,李 波,樊 磊(1)………………………………………基于大数据多元电网动态参数应用的研究 谢怀影,于 淼,贾 威,赵 军,李 婷,王钒宇(10)…………基于CEEMDAN-WPT的台区线损组合变权预测模型研究 周 彬,李宜伦,张异殊,王国栋,蔡娇彧,牛 俊(18)…………基于大数据分析的园区综合能源企业能效评价 郭 飞,王 波,王 亮,史渊源,胡建军,李秀广(29)…………基于数据挖掘的南网异地容灾数据负载分析及磁盘空间预测 姜 南,梁智勇,吴晏芳,黄 浩,魏子力,吴浩珊(37)…………江苏核电基于Solr与HBase的CC1设备信息工作台的设计 与实现 朱云飞,杨 强,秦绪涛,张钧鸣(44)…………………………社会治理视角下的城市大脑电力驾驶舱设计及应用 王 亿,陈 奕,方 响,宣 弈,徐祥海,孙智卿(50)……基于电力负荷大数据的负荷分析方法及其在无锡地区疫情 期间的应用 董金哲,白晨阳,刘志仁,於慧敏,胡晓青,李 澄(57)……基于电力大数据的企业复工复产模型研究及应用 王林信,江 元,罗世刚,李竣业(65)…………………………融合气象信息的配网故障特征挖掘和故障预报研究 周小华,范美鹏,袁雪松,舒文雄(72)…………………………居民用电行为分析及潜力研究 杨 宏,邓晨成,邹 芹,石 莹(80)…………………………《电力大数据》2020年1~12期总目录 (89)………………………………………………。
电力系统安全稳定运行的计算模型与算法研究一、引言电力系统作为现代社会中至关重要的基础设施之一,其安全稳定的运行对于国家经济的发展和社会的稳定起着至关重要的作用。
近年来,随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的逐渐增加,电力系统的安全稳定运行问题变得愈发复杂和严峻。
为了预测和避免可能发生的电力系统事故,并保持电力系统的稳定运行,研究人员不断探索电力系统安全稳定运行的计算模型和算法。
二、电力系统安全稳定运行的意义电力系统安全稳定运行对于保障电力供应的连续性和可靠性至关重要。
一旦发生电力系统事故或出现电力系统不稳定现象,将导致大面积停电,对国民经济和社会生活带来重大影响。
因此,研究电力系统安全稳定运行的计算模型和算法,可以帮助实时监测电力系统健康状况,提前判断潜在隐患,采取相应措施以确保电力系统安全稳定运行。
三、电力系统安全稳定运行的计算模型1. 电力系统稳定性评估模型电力系统稳定性评估模型的作用是分析电力系统中存在的潜在问题,预测电力系统在不同负荷条件下的稳定性情况。
这些模型通常基于电力系统的动态方程和稳定性准则,使用数学方法描述电力系统的运行状态,并进行稳定性评估。
常用的电力系统稳定性评估模型包括传统的动态等值方法模型、蒙特卡罗方法模型以及基于概率统计的模型等。
2. 电力系统故障诊断模型电力系统故障诊断模型是为了处理电力系统故障时,能够及时准确地定位故障点和诊断故障原因的模型。
这些模型可以根据电力系统的运行数据和故障信息,通过数据处理和故障特征分析等方法,辅助运维人员进行故障诊断和故障处理。
常见的电力系统故障诊断模型包括基于机器学习的模型、基于故障树分析的模型以及基于故障经验的模型等。
四、电力系统安全稳定运行的算法研究1. 电力系统状态估计算法电力系统状态估计算法是为了根据电力系统的观测数据和模型,估计系统的未知参数和状态变量的算法。
通过状态估计,可以实现对电力系统各个元件的状态、电力负荷以及电力质量等进行准确估计,为系统运行和调控提供重要参考依据。
电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,而在电力系统中,线路故障是常见的故障类型。
故障位置的准确估计与定位对于电力系统的运行维护和可靠性有着重要的意义。
本文将介绍电力系统中线路故障的故障位置估计与定位方法。
一、故障位置估计方法电力系统的线路故障通常是由于设备老化、外力破坏、操作失误等原因引起的。
为了准确估计故障位置,目前常用的方法有以下几种:1. 直接测量法直接测量法是最常用的方法之一,它通过实地测量电缆或电线上故障区域的电阻或电压降,结合电缆或电线的参数,可以较准确地确定故障位置。
但这种方法需要专业设备和人员进行测量,操作较为繁琐。
2. 反射法反射法是利用故障电流波形在故障点发生时引起的反射来估计故障位置。
例如,在故障点处接地故障电流波形会反射回源点,通过测量波形的到达时间就可以得到故障位置的估计。
这种方法需要较为准确的测量设备和实时处理能力。
3. 数学模型法数学模型法是一种基于电力系统的数学模型来估计故障位置的方法。
常用的模型包括传输线模型和参数估计模型等。
传输线模型基于电力系统的物理特性和电磁传输现象,通过计算和模拟来估计故障位置。
参数估计模型则是通过对电力系统中线路的参数进行估计来推算故障位置。
这种方法需要较强的数学建模和计算能力。
二、故障位置定位方法除了故障位置的估计,精确的定位也是保障电力系统可靠性的关键。
目前常见的故障位置定位方法有以下几种:1. GPS定位法全球定位系统(GPS)是基于卫星定位的方法,可以实时测量和跟踪位置信息。
在电力系统中,可以使用GPS定位终端等设备来获取故障位置的经纬度坐标,从而实现精确的定位。
2. 多点定位法多点定位法是通过在电力系统中设置多个测量点,根据测量点之间的时间差或相对距离来定位故障位置。
例如,在电力线路的两端分别设置测量点,通过测量电路的传输时间差来推算故障位置。
这种方法需要较多的测量设备和信号处理能力。
电力负荷预测模型的建立与精度评估方法随着电力系统的快速发展和电力需求的不断增长,准确预测电力负荷成为了电力行业和能源规划的关键问题。
电力负荷预测模型的建立和精度评估方法成为了研究热点,对于电力系统的稳定运行、经济调度和资源配置具有重要意义。
一、电力负荷预测模型的建立电力负荷预测模型是基于历史负荷数据和相关影响因素的统计学方法,通过建立合适的数学模型来预测未来一段时间内的电力负荷。
常用的电力负荷预测模型包括回归分析模型、时间序列模型和人工神经网络模型等。
1. 回归分析模型回归分析模型是一种常用的电力负荷预测方法,它基于历史负荷数据和相关影响因素之间的线性关系建立预测模型。
常见的回归分析模型包括线性回归模型和多元回归模型。
首先,根据历史负荷数据和影响因素数据进行数据预处理,包括数据清洗和特征提取等。
然后,建立回归方程,通过最小二乘法估计模型参数。
最后,利用建立的回归模型对未来一段时间的电力负荷进行预测。
2. 时间序列模型时间序列模型是一种基于时间趋势的电力负荷预测方法,它假设未来的负荷与过去的负荷存在某种规律和关系。
常用的时间序列模型包括移动平均模型、指数平滑模型和自回归移动平均模型等。
首先,对历史负荷数据进行平稳性检验,确保数据满足模型的基本假设。
然后,选择适当的时间序列模型,比如ARIMA模型。
最后,利用选定的模型对未来一段时间的电力负荷进行预测。
3. 人工神经网络模型人工神经网络模型是一种基于机器学习的电力负荷预测方法,它通过构建多层神经网络模型来模拟人脑的神经元网络,实现非线性模型的建立和预测。
常用的人工神经网络模型包括前馈神经网络、循环神经网络和长短期记忆网络等。
首先,根据历史负荷数据和相关影响因素构建神经网络结构,包括输入层、隐藏层和输出层。
然后,通过反向传播算法训练神经网络模型,不断调整权值和阈值以提高模型的预测性能。
最后,利用训练好的神经网络模型对未来一段时间的电力负荷进行预测。
二、精度评估方法电力负荷预测模型的精度评估是衡量模型预测性能的重要指标,常用的评估方法包括均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和相关系数等。
第6期(总第225期)2020年12月山西电力SHANXI ELECTRIC POWERNo.6(Ser.225)Dec. 2020配电系统可靠性评估方法综述杨贽磊\雷达\王浩2(1.国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原030001; 2.国网山西省电力公司晋中供电公司,山西晋中030600)摘要:近年来,配电系统中的设备不断增加,网架结构也愈加复杂,这种现状对配电系统的可靠性评估提出了更高的要求。
介绍了 2种可靠性评估方法,一种是优先遍历荷栽路径的序贯蒙特卡罗模拟法,该方法可以更加高效地统计出负荷点的各项可靠性指标,适用于电网结构复杂的配电系统;另一种是仿射最小路径法,该方法改进了传统的区间最小路径法,在考虑了配电系统参数不确定性的同时,提高了可靠性计算的区间精度。
关键词:配电系统;可靠性评估;蒙特卡罗模拟法;荷栽路径;仿射最小路径法中图分类号:TM732 文献标志码:A0引言在配电系统的可靠性评估中,首先要定义各 项可靠性指标,然后建立配电系统中元件和系统 的故障分析模型,根据该模型进行精准的迭代求 解或状态抽样,得到系统中的各项可靠性数据并 进行分析,找出系统中可靠性较差的区域,寻求 解决方案,最后,在确保系统可靠性达到一定标 准的同时,还要考虑解决方案的经济性问题,寻 求二者之间的平衡点。
1配网可靠性分析发展现状目前,比较常用的配电网可靠性评估手段有 解析法和模拟法2种"I。
其中,解析法的基本原收稿日期:2020-05-丨3,修回日期:2020-03-10基金项目:国网山西省电力公司科技项目(52053017000K)作者简介:杨赞磊(1990),男,山西朔州人,2015年毕业于武汉大学 电气工程专业,硕士,工程师,从事新能源、电能质量分析工作;雷达(1985),男,山西太原人,2011年毕业于青岛科技大学电力系统及其自动化专业,硕士,高级工程师,从事新能源、电能质量分析工作;王浩(1983),男,山西榆社人,2007年毕业于山西大学电力系统及其自动化专业,高级工程师,从事电网生产运行工作:文章编号:1671-0320 (2020) 06-00(M-04理为:了解系统中不同元件的功能,找出各元件 发生故障时可能影响的区域,根据元件和网架结 构之间的逻辑关系,构造出分析模型,使用数值 分析中的递推、迭代等方法对该模型进行运算求 解,以获取需要的各项指标数据IM。
电力系统运行可靠性分析与评价理论研究一、本文概述《电力系统运行可靠性分析与评价理论研究》一文旨在对电力系统的运行可靠性进行深入探讨,并构建一套全面、系统的评价理论。
电力系统作为国民经济和社会发展的重要基础设施,其稳定运行对于保障社会生产生活的正常进行具有至关重要的意义。
随着能源结构的调整、新能源的大规模接入以及电网规模的持续扩大,电力系统的复杂性不断增加,对运行可靠性的要求也越来越高。
因此,本文的研究不仅具有理论价值,更具有重要的实践意义。
本文首先对电力系统运行可靠性的基本概念进行界定,明确其内涵和外延。
在此基础上,分析影响电力系统运行可靠性的主要因素,包括设备故障、外部干扰、人为操作失误等。
随后,通过对国内外相关文献的梳理和评价,总结现有研究在电力系统运行可靠性分析与评价方面的主要成果和不足,为后续研究提供参考和借鉴。
接着,本文构建了一套电力系统运行可靠性评价的理论框架,包括评价指标体系、评价方法、评价标准等方面。
该框架以定量分析和定性分析相结合为原则,综合考虑电力系统的经济性、安全性、稳定性等多个方面,力求全面、客观地反映电力系统的运行可靠性水平。
本文还提出了一系列提高电力系统运行可靠性的措施和建议,为电力企业的运营管理提供了有益的参考。
本文通过实际案例分析,验证了所构建的电力系统运行可靠性评价理论框架的有效性和实用性。
案例分析结果表明,该框架能够准确反映电力系统的运行可靠性水平,为电力企业的决策提供了有力支持。
本文还指出了未来研究的方向和重点,以期在电力系统运行可靠性分析与评价领域取得更多的突破和进展。
二、电力系统运行可靠性的基本概念和评价指标电力系统运行可靠性是指电力系统在规定的运行条件下,能够持续、稳定地提供电力服务,满足用户需求的程度。
它是电力系统规划和运行管理中的重要内容,直接关系到电力系统的安全、经济、高效运行。
在电力系统运行可靠性的评估中,通常采用一系列的评价指标来衡量。
其中,最基本也是最重要的指标包括:停电频率指标(SAIFI):该指标用于衡量系统中用户每年平均停电的次数,反映了系统对用户供电的可靠性水平。
基于相对误差的电力系统状态估计方法一、电力系统状态估计概述电力系统状态估计是一种重要的电力系统分析方法,它通过收集系统的实时测量数据,利用数学模型和算法,估计出系统各节点的电压幅值和相角等状态变量。
随着电力系统的规模不断扩大,系统运行的复杂性也随之增加,传统的电力系统分析方法已经难以满足现代电力系统的需求。
因此,基于相对误差的电力系统状态估计方法应运而生,它能够有效地提高状态估计的精度和可靠性。
1.1 电力系统状态估计的重要性电力系统状态估计对于电力系统的安全、经济和稳定运行具有重要意义。
首先,状态估计能够提供系统运行的实时信息,帮助运行人员及时了解系统的实际状况,做出正确的调度决策。
其次,状态估计能够发现系统潜在的问题,如线路过载、电压异常等,从而采取预防措施,避免事故的发生。
最后,状态估计还能够为电力系统的规划和优化提供数据支持,提高系统的运行效率。
1.2 电力系统状态估计的基本原理电力系统状态估计的基本原理是利用系统的实时测量数据,结合系统的数学模型,通过最优化算法求解系统的状态变量。
这些状态变量包括节点电压的幅值和相角、线路的功率等。
状态估计的过程通常包括以下几个步骤:数据收集、数据预处理、状态估计计算和结果分析。
1.3 电力系统状态估计的挑战随着电力系统规模的扩大和复杂性的增加,状态估计面临着诸多挑战。
首先,系统的测量数据量急剧增加,如何处理和分析这些数据成为一个难题。
其次,系统的不确定性因素增多,如负荷波动、设备故障等,这些因素都会影响状态估计的准确性。
最后,现有的状态估计方法在处理大规模系统时,计算效率较低,难以满足实时性的要求。
二、基于相对误差的电力系统状态估计方法基于相对误差的电力系统状态估计方法是一种新型的状态估计方法,它通过考虑测量数据的相对误差,提高了状态估计的精度和可靠性。
该方法的核心思想是将测量误差视为相对误差,而不是绝对误差,从而更准确地反映测量数据的不确定性。
2.1 相对误差的概念相对误差是指测量值与真实值之间的差异与真实值的比值。
计及分布式电源的配电网供电可靠性评估1. 本文概述随着分布式电源(如光伏、风能、储能系统等)在电力系统中的大规模应用,配电网的运行模式和供电可靠性特性正经历深刻变革。
本研究旨在针对这一新趋势,深入探讨并建立一套全面考虑分布式电源影响的配电网供电可靠性评估方法。
文章将回顾现有的供电可靠性评估理论与实践,明确传统评估体系在面对含有大量分布式电源的配电网时存在的局限性。
详细介绍本文所采用的分析框架,包括但不限于分布式电源出力的随机性建模、配电网拓扑结构变化对可靠性的动态影响以及故障发生时分布式电源的响应机制。
本文将阐述预期的研究目标,即通过科学合理的评估模型和指标,准确量化分布式电源对配电网供电可靠性带来的改进和挑战,并提出相应的优化策略,以期提升整个配电网系统的稳定性和服务质量。
通过这一系列研究,期望能够为实际电力系统的规划、运行和管理提供有价值的决策参考依据。
2. 分布式电源概述分布式电源(Distributed Generation,DG)是一种小型模块化的、与环境兼容的独立电源,其功率范围从数千瓦到50MW不等。
这些电源可以由电力部门、电力用户或第三方所有,用以满足电力系统和用户特定的要求,如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电,以及节省输变电投资、提高供电可靠性等。
分布式能源系统是建立在自动控制系统、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上,具有低污染排放、灵活方便、高可靠性和高效率的新型能源生产系统。
它利用发电产生的废能生成热和电,包括利用现场废气、废热及多余压差来发电的能源循环利用系统。
分布式电源的特点在于其分散性,通常位于用户附近,能够与周围环境很好地兼容。
它利用先进的科学技术,如风能、太阳能、天然气能源等自然能源以及废气废燃料等再生能源的利用。
在电网未覆盖的区域,分布式电源作为独立分散的小型电源起着为周围用户提供电源的重要作用。
分布式电源主要由并网结构和发电系统构成。
并网结构建立配电网络和分布式电源之间的联系,以及用户和分布式电源之间的联系,主要作用是对分布式电源进行监测、控制与调度。
电力系统安全风险评估概论—.基本概念电力系统风险评估是对电力系统安全性的综合分析。
对系统安全性分析涉及到系统故障前后的稳态行为和暂态行为,相应的安全分析也分为静态安全分析和暂态安全分析。
电力系统静态安全分析判断系统针对一组预想事故集合,通常包括支路开断,负荷波动等微小的扰动,是否出现支路过载或电压越限;暂态安全分析判断系统针对一组预想事故集合,通常包括切除或投入系统的主要元件,发生短路故障等较大扰动,是否失稳。
主要分类:1.静态安全分析风险评估;2.暂态安全分析风险评估;3.电力系统可靠性评估;电力系统静态安全性的风险评估要考虑电力系统中存在的诸多不确定性因素,包括发电机出力的不确定性,系统负荷的不确定性波动以及电气设备故障的影响。
分析过程可大致分为系统元件建模,静态安全性的风险评估指标建立与计算,系统决策优化和提出预防控制方法。
随机潮流是静态安全性分析的基础。
传统的潮流分析计算是在所有给定量,如节点负荷,投运的发电机台数,出力都给定的情况下进行,求出各节点电压及各支路潮流的确定值。
但由于负荷变化及预测的不确定性,发电机组和输电网络元件的计划检修或强迫停运,网络中的潮流分布本质上是不确定的。
随机潮流就是用概率论来描述这种不确定性,探索相应的数学建模,计算计算法和实际应用的研究。
在随机潮流计算过程中,各个系统原件,包括发电机。
负荷,输电线路等需建立相应的概率模型,对一组预想事故集合计算某种故障条件下的随机潮流,随机潮流的数学计算方法有多种,较为基础的是蒙特卡洛法。
蒙特卡罗法是利用一组符合系统元件概率分布规律的随机数列作为系统元件的数值输入,遍历各种情况进行确定的潮流计算,然后统计实验结果,得出风险评估指标的解和精度估计。
不过蒙特卡洛法计算量大,用时比较长,而且很可能出现随机取节点数据造成潮流不收敛的问题。
此外还有交流潮流线性化模型,Gram-Charlier级数展开法等。
电力系统静态安全性包括节点电压越限与支路功率过载。
电力系统中的电网状态估计与优化研究随着电力系统的不断发展,电力网的状态估计与优化问题变得越来越重要。
这些问题在实际应用中具有广泛的意义,包括电网的安全运行、能源资源的合理利用以及供电的质量和稳定性等方面。
本文将探讨电力系统中电网状态的估计与优化研究的相关内容。
电网状态估计是指根据电力系统的观测数据,通过一系列算法对电力网的状态进行估计。
在电力系统中,通常使用计算机模型来模拟电力网的运行情况,然后根据观测数据对模型进行修正,从而获得更准确的电力网状态。
电网状态估计的主要目的是准确估计电力网中各个节点的电压幅值和相角,以便更好地监控电力网的运行情况。
电网状态估计的关键问题是如何处理不完全和不准确的观测数据。
在实际情况中,由于各种原因,包括设备故障、测量误差等,电力系统观测数据往往存在一定的误差。
电网状态估计算法需要根据这些观测数据进行修正,并尽可能准确地估计电力网的状态。
目前,常用的电网状态估计算法包括最小二乘估计法、加权最小二乘估计法、卡尔曼滤波器等。
电网状态估计的应用范围广泛,包括电力系统的运行监控、故障诊断、设备检修等。
通过电网状态估计,可以及时发现电力系统中的问题,并采取相应的措施进行修正,从而确保电力系统的安全运行。
此外,电网状态估计还可以为电力市场的规划和交易提供有效的参考依据。
除了电网状态估计,电力系统中的电网优化问题也备受关注。
电网优化是指通过优化算法和技术,使电力系统在满足各种约束条件的前提下,实现电力生产和传输的最优化配置,以提高电力系统的运行效率和经济性。
电网优化的主要目标包括降低电网的损耗、优化电网的负载分配、提高电网的稳定性等。
电网优化问题的关键是如何确定各个电力设备的最优化配置和运行策略。
在实际电力系统中,电力设备的配置和运行参数往往会受到各种因素的影响,包括发电成本、供电质量要求、环境约束等。
电网优化算法需要考虑这些因素,并综合考虑各种约束条件,以实现电力系统的最优化运行。
电力系统状态估计与参数辨识算法研究电力系统是现代社会运转的重要基础设施,对能源的稳定供应起着至关重要的作用。
为了保障电力系统的稳定运行,状态估计与参数辨识算法变得不可或缺。
本文将深入研究电力系统状态估计与参数辨识算法,并探讨其在电力系统中的重要性和应用前景。
电力系统状态估计是指通过观测数据对电力系统中各个节点的电压、功率等状态进行估计和预测的过程。
状态估计不仅是电力系统运行和调度的基础,也是保证系统稳定性和可靠性的关键。
在实际应用中,由于系统观测数据的不准确性和不完整性,如测量误差、数据丢失等,导致状态估计出现不一致或不稳定的问题。
因此,研究如何提高电力系统状态估计的准确性和鲁棒性成为了当前电力系统研究的热点之一。
参数辨识算法是指通过利用电力系统运行数据,对系统的未知参数进行估计和辨识的过程。
电力系统的参数包括发电机的参数、线路的参数、负荷的参数等。
准确地估计这些参数对于电力系统的运行和调度具有重要意义。
然而,由于电力系统的复杂性和不确定性,以及电力系统运行数据的多样性和不充分性,参数辨识问题变得非常复杂和困难。
因此,研究如何设计高效准确的参数辨识算法成为了电力系统领域亟需解决的问题。
在电力系统状态估计与参数辨识算法的研究中,最常用和最经典的方法是基于最小二乘法和最大似然估计的算法。
这些方法在众多研究和实践中证明了其准确性和鲁棒性。
此外,随着计算机技术的发展和数学优化算法的进步,基于优化算法的状态估计和参数辨识算法也得到了广泛的应用和研究。
例如,基于粒子群优化、遗传算法等智能优化算法的状态估计和参数辨识方法能够更好地克服系统观测数据的不确定性和不完整性,提高估计的准确性和鲁棒性。
另外,随着大数据和人工智能技术的迅速发展,从数据驱动的方法也逐渐在电力系统状态估计和参数辨识研究中得到应用。
例如,基于机器学习和深度学习的方法能够通过对海量数据的学习和分析,挖掘数据中的规律和特征,从而实现电力系统状态估计和参数辨识。
电力系统技术性能的可靠性概念保证对各类用户的连续可靠供电,一直是电力系统规划设计和运行部门所十分关注的问题,并作为衡量电力系统技术性能的一个重要尺度。
为此,我们先就可靠性的一般概念作一下介绍。
一、电力系统的评估通常评估一个系统的运行情况,从技术经济角度讲,主要涉及以下几个方面:L电能质量的好坏:即指系统正常运行时,其周波和电压的变化应满足规程要求的范围内,否则偏移过多,用户既使能够使用电能也将造成不良后果。
例如电机不能起动;影响一些设备寿命等。
因此,如何保证并改善系统的电能质量,涉及采取调压措施、调整运行方式、改善潮流分布、提高稳定能力等。
2.运行的经济性:一般说来,电力工程项目不仅投资巨大,而且运行寿命较长,因此,它的运行是否经济就现得十分重要。
电力系统运行的经济性主要表现在发电费用(燃料)、电能损耗和维护检修费用的高低,对于发电环节主要是节约煤耗问题,而对于配电网则主要集中在如何降低网损问题上。
因而这涉及到规划改造电网构造、提高自动化管理水平、改良设备的运行参数、开展无功补偿等。
3.供电的可靠性。
这是我们要研究的问题。
众所周知,供电可靠性是衡量电力系统技术性能的一个重要判据,同时也是配电网的第一质量指标,配电网络能够对各类用电用户实现连续可靠供电是衡量这个网络技术性能优劣的一个重要尺度或标准。
显然,如果没有供电可靠性这一前题,不仅网络的其它技术指标要求无法到达,而且还将造成较大的经济损失。
因此,供电可靠性已成为保证系统安全运行和经济运行的重要条件,如果没有这一前提,电能质量指标将达不到规定要求,同时也会增加经济损失。
应当说,供电可靠性是系统发输供各环节的综合表达,因此通过供电可靠性分析,基本可以反映出所评估的系统在技术与经济两方面所表现的综合效果。
二、可靠性的概念在生产、工作和生活等各方面人们都在使用可靠性这一概念对事物开展评价和比较,如某种产品耐用或不耐用,某个人可信或不可信,供电是否可靠等等。
电力系统电网计算中的容量分析方法与技术概述电力系统容量分析是指基于电力系统的负载需求和发电能力,通过对电力系统中各个环节的容量进行评估和分析,以确定电网的供电能力和稳定性。
本文将介绍电力系统电网容量分析的方法和技术,以及其在电力规划和运营中的应用。
一、负荷估算负荷估算是电力系统容量分析的基础。
通过分析历史数据和未来需求的趋势,可以对电力系统的负荷变化进行估算。
常用的负荷估算方法包括统计负荷估算和点估计负荷估算。
统计负荷估算根据历史数据对负荷进行拟合和预测。
常用的统计方法有趋势分析和周期分析。
趋势分析可以通过回归分析等方法,根据历史数据中的趋势,预测未来的负荷变化。
周期分析可以通过傅立叶变换等方法,分析负荷数据中的周期性变化。
点估计负荷估算是指根据特定的需求和活动,对未来负荷进行直接估计。
常用的点估计方法包括专家咨询、驱动因素法和经验法。
专家咨询是依靠电力行业专家的知识和经验,结合需求活动等因素,对未来负荷进行估计。
驱动因素法是根据负荷与相关驱动因素的关系,通过对驱动因素的分析和预测,估计未来负荷变化。
经验法是根据历史数据和已有的经验规律,对负荷进行估算。
二、容量评估容量评估是确定电力系统的供电能力和稳定性的关键。
容量评估主要包括传输容量评估和供电容量评估。
传输容量评估是对输电线路和变电站等设备进行评估,确定其能够承受的负荷大小。
传输容量评估需要考虑输电线路的导线类型、长度、温度和风速等因素,以及变电站的变压器容量和线路连接情况等。
供电容量评估是对发电设备和输配电系统进行评估,确定其能够满足负荷需求的能力。
供电容量评估需要考虑发电设备的发电能力和可靠性,以及输配电系统的负载率、电压稳定性和系统容错能力等。
三、容量管理容量管理是在评估电力系统容量的基础上,制定合理的电力规划和运营策略,以保证电力系统的供电能力和稳定性。
电力规划是在容量分析的基础上,制定电力系统的发展目标和发展计划,以满足未来负荷需求的增长。
电力系统状态估计方法比较分析引言:随着电力系统的规模和复杂度不断增加,实时准确地对电力系统的状态进行估计变得越来越重要。
电力系统状态估计是基于系统的输入和输出数据,通过对电网拓扑结构和电力设备参数的建模,利用数学和统计方法来估计电力系统状态的一种技术手段。
在本文中,我们将比较分析几种常见的电力系统状态估计方法,探讨它们的优势和劣势。
一、经典潮流法经典潮流法是最早应用于电力系统状态估计的方法之一。
它基于潮流方程,通过迭代计算得出电力系统的节点电压和线路功率等参数。
该方法具有计算量小、收敛稳定等优点,适用于小型电力系统或作为初始估计的方法。
然而,由于该方法忽略了电力系统内部的电压/励磁和功率的相互影响,因此在面对大规模复杂系统时,其准确性会受到限制。
二、Kalman滤波法Kalman滤波法是一种基于贝叶斯统计理论的状态估计方法,它通过动态模型和观测方程来估计系统的状态。
Kalman滤波法考虑了系统的动态演化过程,可以更好地应对系统的非线性、时变性等问题。
此外,Kalman滤波法能够通过对测量噪声和系统模型的建模,提高估计结果的精度和稳定性。
然而,Kalman滤波法需要系统的动态模型和测量方程,对于电力系统这样复杂的实时系统来说,很难准确建模,并且计算复杂度较高。
三、拓扑变化法拓扑变化法基于电力系统的拓扑结构信息进行状态估计。
它通过实时的拓扑变化检测和数据关联,可以较准确地估计电力系统的状态。
相比于其他方法,拓扑变化法不需要系统的动态模型和测量方程,克服了Kalman滤波法复杂建模的困难。
同时,拓扑变化法也可以应对系统中的变流器、变压器运行模式等多变的情况。
然而,拓扑变化法对数据的准确性要求较高,在实际应用中容易受到数据不一致和噪声的影响。
四、模型区间法模型区间法是一种基于区间分析的状态估计方法,它利用状态变量的区间值来表示系统状态的不确定性。
该方法通过对测量数据的处理,建立状态变量的上下界及其区间关系,进而估计系统的状态。
基于点估计法的电力系统可靠性评估方法研究丘文千【摘要】A method for power system probabilistic reliability assessment based on PEM is proposed in this paper, which provides new ideas and methods for the improvement and application of reliability assessment. The state of a element is defined by using the ratio of its operation capacity to rated capacity , and the proba-bility density function of the random variable is defined , such that a discrete random variable which expresses the state of the element is expanded to a continuous random variable , which enables the definition in whole real region and conformity with original definition in the points of its normal and outage states. The calculation method of reliability index at capacity reduction state of system elements is given to meet the requirement of calculation by point estimation. Through analysis on the error of PEM , a method called m-order migration for estimation points is put forward, which can reduce the calculation error of point estimation method applied in power system reliability assessment. Through comparison between examples , the analytic method and the simulation method, the practicability and validity of the approach are verified.%提出一种基于点估计法的电力系统概率可靠性评估方法,可为可靠性评估方法的改进与应用提供新的思路和方法。
通过用元件运行容量与额定容量的比值来定义元件状态,并定义了随机变量的概率密度函数,将表示系统元件状态的离散型随机变量扩展为连续型随机变量,使之在整个实数区间内有定义,并且在正常状态和故障状态与原来的定义一致。
给出了系统元件降容状态的可靠性指标计算方法,可满足点估计法的计算要求。
通过对点估计法的误差分析,提出m阶点估计偏移方法,可降低点估计法应用于电力系统可靠性评估的计算误差。
通过算例与解析法和模拟法进行了比较,验证了方法的实用性和有效性。
【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】8页(P1-8)【关键词】电力系统;可靠性评估;点估计法;概率可靠性指标【作者】丘文千【作者单位】浙江省电力设计院,杭州 310012【正文语种】中文【中图分类】TM744电力系统可靠性指标包括确定性指标和概率性指标,虽然各国都在积极进行概率可靠性研究,但应用仍以确定性准则为主[1]。
随着电力市场化改革的深入、可再生能源的大力发展,以及恶劣天气的频繁发生,电力系统面临的不确定性因素日益增多,有必要开展系统概率可靠性评估,但大系统概率可靠性评估的巨大计算量是其广泛应用的“瓶颈”,因此研究快速、准确的评估方法具有重要意义。
电力系统概率可靠性指标的数值计算方法主要有状态枚举法(解析法)和蒙特卡罗法(模拟法)。
状态枚举法是对故障状态遍历的方法,是理论上的精确方法,但其计算量巨大,对于有n个元件的系统其全部故障状态为2n个,故障状态随着系统元件数量的增加而呈指数级增长。
由于现代电力系统规模、结构极其庞大和复杂,因此对大电力系统可靠性的精确计算实际上难以实现。
蒙特卡罗法是概率模拟方法,为得到满足精度要求的计算结果,通常也需要进行大量的模拟计算。
为减少计算量,在实际应用中通常要简化系统规模,或采用近似的可靠性评估模型,如对状态枚举法使用故障重数限制、截断概率、故障分类等方法,对蒙特卡罗法采用重要抽样法、分层抽样法、控制变量法等,以及将状态枚举法和蒙特卡罗法相结合以扬长避短的混合法,还有运用遗传算法、神经网络等智能方法和采用并行计算技术等。
虽然取得很大进展,但计算量的“瓶颈”问题未能根本解决。
本文提出一种基于点估计法[2-4]的电力系统可靠性评估方法,是不同于解析法和模拟法的新方法,在一定条件下具有准确性较高和计算量较小等特点,可为可靠性评估方法的改进与应用提供新的思路。
对于有n个系统元件的电力系统,其不同状态下的可靠性指标,如电量不足期望值(EEENS)、电力不足概率(PLOLP)等,可表示为随机变量X的函数f(X),其中X=(X1,…,Xn)T表示n个系统元件的状态,其元素Xk表示元件k的随机状态。
对于n个元件的某一状态组合x(r),上标中的r表示状态编号,f(x (r))表示状态r的可靠性指标,系统可靠性指标为n个元件的全部状态组合的可靠性指标与其状态概率乘积之和,显然等于f(X)的期望值,即式中:pr为x(r)的状态概率。
以上模型用于可靠性评估计算时,解析法(状态枚举法)通过逐一列举全部元件状态组合进行计算和汇总,模拟法(蒙特卡罗法)则通过随机列举一定数量的元件状态组合进行计算和统计汇总。
电力系统元件多,状态组合极其庞大,是导致可靠性评估问题复杂化的重要原因。
为简化问题规模和提高针对性,通常将整个电力系统细分为发电系统、配电系统和输电系统,其中输电系统受发电系统制约,还要满足电力潮流方程约束,所以输电系统的可靠性评估问题通常比前二者更为复杂。
在输电系统的可靠性评估中,f(x(r))可利用负荷供应能力(LSC)模型计算。
LSC模型可表述为:在满足系统节点功率平衡方程和发/输/变电设备负载的运行限额等约束条件下的系统最大负荷供应能力。
严格来说,此模型为非线性规划模型:式中:N为网络节点数;Pdi为系统节点i的负荷功率;x为系统状态变量,可包括节点电压、相角、电源功率、负荷功率及支路功率等。
式(2.2)为目标函数,表示系统最大负荷供应能力;式(2.3)为等式约束,一般为系统潮流方程;式(2.4)为不等式约束,可包括对节点电压、相角、电源功率、负荷功率及支路功率的取值条件。
在多重故障条件下,以交流模型为基础的潮流计算容易产生不收敛问题,通常由系统无功电压问题引起。
由于通过无功优化配置解决系统无功电压问题更为经济合理,加之可靠性评估的复杂性也要求简化计算,因此在电力系统可靠性评估中通常对模型作合理简化,即不考虑由系统无功电压问题导致的负荷供应不足或中断,仅考虑系统节点的有功功率平衡和发/输/变电设备的有功潮流约束,相关的模型有线性潮流模型、网流法模型和直流潮流模型等,其中直流潮流模型近似考虑了系统阻抗对有功潮流分布的影响,精度比其它2种模型更高。
满足直流潮流约束的模型可表示为:式中:Pd=(Pd1,…,PdN)T为节点负荷功率向量,N为系统节点数,系统负荷功率为节点负荷需求,系统负荷需求为节点电源出力向量,和分别为节点电源最高和最低出力向量;为支路输送功率向量,L为系统支路数,…,)T为支路最大输送功率向量;θ=(θ1,…,θN)T为节点相角向量;B为节点导纳矩阵;A为节点支路关联矩阵;BL为支路导纳对角矩阵。
满足直流潮流约束的LSC模型为线性规划模型。
在模型中,式(2.5)为优化目标项;式(2.6)为直流潮流方程约束,由于平衡节点b相角θb=0为已知量,且平衡节点b的发电出力不受约束,因而需去掉平衡节点对应方程中的相关项,即可删除导纳矩阵B及向量Pg,Pd,θ对应平衡节点b的行与列,或令其相关元素为0;式(2.7)为全系统功率平衡方程,有此方程可使平衡节点的发电出力也受约束,如果平衡节点的发电出力不受约束,则可取消该式。
对于发电系统可靠性评估,由于没有电网潮流方程约束,LSC模型可以简化,仅考虑系统有功功率平衡及相关变量的取值约束,可建立发电能力模型式中:电源出力向量,M为系统电源数;和分别为电源最高和最低出力向量;Pds 为系统负荷功率;为系统负荷需求。
由上述模型求得系统最大负荷功率Pds后,可按以下公式计算电量不足期望值EEENS和电力不足概率PLOLP。
对于电量不足期望值:对于电力不足概率:式中:pr为x(r)的状态概率;Δt表示持续时间。
在上述可靠性评估模型中,随机变量Xk(k=1,…,n)为离散型随机变量,Xk 符合(0-1)分布,即Xk=1表示元件k处于正常运行状态,Xk=0表示元件k处于故障停运状态,其分布律为:式中:qk为元件k故障停运概率(即强迫停运率);pk为元件k正常运行概率,pk+qk=1。
点估计法是一类根据随机因素或随机扰动的概率分布求取待求随机变量各阶矩的概率统计方法,Hong在Rosenblueth研究的基础上提出了改进方法[2-3],使点估计法得到重视和广泛应用。
与蒙特卡罗法相比,点估计法同样可以很大程度利用现有的确定性模型与方法,并且计算量可大大减少。
点估计法通过对f(X)作泰勒级数展开,用Xk的各阶矩构成r个估计点,对于具有n个随机因素的系统,常用的二点估计法或三点估计法仅需要进行2n或2n+1次确定性计算即可获得f(X)的概率分布信息。
根据点估计法的公式推导,要求随机变量为连续型随机变量,虽然文献[4]中指出可将点估计法应用于连续型随机变量(正态分布)和离散型随机变量(二项式分布),但未见展开说明和论证。
为在可信的基础上将点估计法应用于离散型随机变量,本文通过以下方法将Xk(k=1,…,n)扩展为连续型随机变量。
首先对变量Xk表示的元件状态进行扩展,由原来的正常运行和故障停运2种状态,扩展为用元件运行容量与额定容量的比值来定义的元件状态。
按此定义,元件正常运行为1,故障停运为0,大于0小于1表示元件降容运行,大于1表示过载运行,小于0时虽然可以规定某种特别的含义,但实际上没有必要,只要求在数学意义上成立,重要的是元件的正常运行状态和故障停运状态与原来的定义一致,并在[0,1]区间内有定义,满足点估计法的计算要求。