输电系统的分层可靠性建模及概率模拟_丁明

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一种配电网可靠性评估方法[发明专利]

专利名称：一种配电网可靠性评估方法专利类型：发明专利
发明人：王朝明,马春生
申请号：CN201710443589.6
申请日：20170613
公开号：CN107292502A
公开日：
20171024
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种配电网可靠性评估方法，通过元件可靠性建模、负荷建模、系统状态选择、系统状态分析和可靠性指标计算流程计算配电网的可靠性，对配电网的可靠性进行有效评估。

采用基于频率和持续时间法建立元件的等效模型，作为元件可靠性建模的基础；基于二分法的聚类方法建立负荷模型，利用快速排序和聚类分析方法建立对应的负荷模型；采用状态持续时间抽样法确定元件或子系统在给定时间内的元件状态和状态持续时间，合得到系统的状态和状态持续时间作为本发明的系统状态选择；采用基于直流潮流的最优切负荷模型作为系统状态分析；可靠性指标综合评估包含系统严重程度指标SI、系统削减电量指标BPECI计算和参数可靠性灵敏度，通过参数摄动法找到对系统可靠性影响较大的元件。

申请人：南京软核科技有限公司
地址：210012 江苏省南京市雨花台区软件大道106号A栋3楼
国籍：CN
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基于PSASP保护自定义建模的电网连锁故障仿真

基于PSASP保护自定义建模的电网连锁故障仿真
朱自强;丁明;张晶晶
【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(039)005
【摘要】文章针对连锁故障中现有的继电保护模型研究现状进行了研究,分析了其中的某些不足之处,建立了一个较为详细的保护距离模型.以电力系统保护为主要研究对象,基于PSASP用户自定义模块搭建保护模型以及系统控制措施模型,并应用于连锁故障的仿真.仿真模拟了保护的不同动作特性、系统控制措施动作以及系统不同负荷水平对连锁故障发展的影响,实现了连锁故障的仿真分析,该模型能较为真实地反映保护装置在电力系统中的实际行为.仿真算例证实了该模型的有效性及合理性.
【总页数】6页(P617-621,720)
【作者】朱自强;丁明;张晶晶
【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009
【正文语种】中文
【中图分类】TM743
【相关文献】
1.基于PSASP的牵引负荷用户自定义建模 [J], 张永旺;陈锐民;肖勇;赵伟
2.基于继电保护UD建模的连锁故障仿真分析 [J], 丁天池;夏天;刘鹏飞
3.基于PSASP的PSS4B自定义建模与仿真 [J], 杨民京;李文意;尹柳;周彬倩
4.基于PSASP的UPFC自定义模型在西南电网的应用仿真 [J], 韩连山;王新宝;李建;王彪
5.基于PSASP的SVG自定义建模及仿真对比研究 [J], 于国康;王振宇;余中平;辛超山;余金;高玉喜
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分布式发电中燃料电池的建模与控制_丁明

第33卷第9期电网技术V ol. 33 No. 9 2009年5月Power System Technology May 2009 文章编号：1000-3673（2009）09-0008-06 中图分类号：TM911 文献标志码：A 学科代码：470·40分布式发电中燃料电池的建模与控制丁明，严流进，茆美琴，杨为（教育部光伏系统工程研究中心(合肥工业大学)，安徽省合肥市 230009）Modeling and Control of Fuel Cells in Distributed Generation SystemDING Ming，YAN Liu-jin，MAO Mei-qin，YANG Wei（Photovoltaic System Research Center (Hefei University of Technology)，Ministry of Education，Hefei 230009，Anhui Province，China）ABSTRACT:An appropriate dynamic fuel cell (FC) model plays an important part in the study on the distributed generation (DG) technology. The dynamic model of nonlinear proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) and that of solid oxide fuel cell (SOFC) are proposed, in which the impact of fuel utilization rate and the time-varying pressure of various reactants are considered. On the basis of these models, according to the efficiency of applied cells and analysis on generation economy, the obtained conclusion is that it is better to control fuel utilization rate within the range from 0.7 to 0.9. In addition, the control strategy of grid-connected FCs is expounded, and in power flow calculation of power grid containing FC generation system the bus where the FC generation sytem is connected with power grid should be regarded as PV node.KEY WORDS:distributed generation (DG)；fuel cell (FC)；model；control of utilization rate；power control；connection with power grid摘要：合适的燃料电池(fuel cell，FC)动态模型对分布式发电技术的研究起着很重要的作用。

互联电力系统可靠性评估的改进等效模型_汪兴强

2011年9月电工技术学报Vol.26 No. 9 第26卷第9期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2011互联电力系统可靠性评估的改进等效模型汪兴强丁明韩平平（合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥 230009）摘要深入研究了互联组合发输电系统可靠性评估的等效问题。

对外部系统提出了包括等效发电机、等效输电线、等效负荷在内的改进等效模型，利用外部系统停运负荷的概念改进了参数的计算，并以网络流法建立参数的计算流程。

基于“不分担电力不足协议”提出一种新的等效状态合并方法，以便进行互联系统可靠性的评估，得出结论：①等效输电容量参数的加入及参数计算方法的改进，可以更加准确地反映被等效外部系统的风险水平；②等效状态合并的新方法既可保证精度又能显著提高计算速度。

采用本文方法对RBTS可靠性测试系统进行评估，结果验证了该方法正确可行。

关键词：互联系统可靠性等效模型等效输电容量中图分类号：TM732An Improved Equivalent Model for Reliability Evaluation inInterconnected Power SystemWang Xingqiang Ding Ming Han Pingping（Hefei University of Technology Hefei 230009 China）Abstract The reliability evaluation equivalence for interconnected power system is researched in detail. An improved equivalent model including equivalent generators, equivalent transmission lines and equivalent loads is proposed for the external system. Putting outage load of the external system to improve the parameter calculation. The parameter calculation process is established by the use of the network flow method. Based on the not loss of load sharing agreement, a new method of combining equivalent states is presented to evaluate the reliability for interconnected power system, and then the conclusion is drawn: ①the addition of equivalent transmission capacity parameter and the improvement of the parameters calculation method can reflect the risk condition in external system more accurately. ②the new method of combining equivalent states can guarantee a certain accuracy and improve computation speed as well. The proposed approach is applied to RBTS test system, and the results show that the method is correct and feasible.Keywords：Interconnected power system, reliability, equivalent mode, equivalent transmission capacity1引言随着电力系统规模的不断发展，电网之间已经通过联络线形成了一个互联电力系统。

电力经济系统决策中不确定性问题的研究

43.张志明基于灰色理论的短期电力负荷预测研究[学位论文]硕士 2009
44.王穗辉,潘国荣基于MATLAB多变量灰色模型及其在变形预测中的应用[期刊论文]-土木工程学报 2005(05)
45.黄志伟,陈允平,严正,倪以信单一卖方电力市场及购电商竞价策略研究[期刊论文]-电工技术学报 2004(04)
华北电力大学(北京)
博士学位论文
电力经济系统决策中不确定性问题的研究
姓名:***
申请学位级别:博士
专业:电气工程;电力系统及其自动化
指导教师:***
201106
电力经济系统决策中不确定性问题的研究
40.李俊峰,戴文战GM(1,1)改进模型的研究及在上海市发电量建模中的应用[期刊论文]-系统工程理论与实践2005(03)
41.郭存芝,汤瑞凉,陈传美应用非等时空距GM(1,1)模型拟合地下水计算参数[期刊论文]-河海大学学报(自然科学版) 1999(01)
42.黄声享,李志成工程建筑沉降预测的非等间距灰色建模[期刊论文]-地理空间信息 2004(01)
作者:郑雅楠
学位授予单位:华北电力大学(北京)
被引用次数:5次
1.薛禹胜综合防御由偶然故障演化为电力灾难--北美"8·14"大停电的警示[期刊论文]-电力系统自动化 2003(18)
2.赵豫,于尔铿电力零售市场研究(一)充满竞争的电力零售市场[期刊论文]-电力系统自动化 2003(09)
3.张显,王锡凡电力金融市场综述[期刊论文]-电力系统自动化 2005(20)
31.丁明,李生虎,黄凯基于蒙特卡罗模拟的概率潮流计算[期刊论文]-电网技术 2001(11)
32.冯永青,吴文传,张伯明,孙宏斌,何云良基于可信性理论的输电网短期线路检修计划[期刊论文]-中国电机工程学报 2007(04)

电力系统模型

电力系统模型（PSM）电力系统模型应当与实际电力系统相似，其目的是模拟电力系统的机电特性，它包括网络模型和设备模型。

电力系统模型模拟了输变电系统、保护及自动装置。

DTS能够正确描述电网主控室中所观察到的现象，关键在于电力系统模型。

动态潮流DTS中的潮流是EMS中调度员潮流的拓展。

DTS中的潮流利用了EMS中的调度员潮流的基本模型外，还要实现与网络模型的联合求解。

准确的模拟系统的响应过程。

这种算法的基本思想是：1．1．忽略电网中机组的震荡，仅描述事故后的稳态，假定全网频率统一。

2．2．忽略原动机出力变化，假定发电机机械力矩按原动机特性变化，或机械力矩不变。

3．3．不模拟快速的机电暂态过程及计及锅炉、核反应堆等的中长期过程。

在一般情况下，常规潮流中功率平衡条件不能得到满足，系统中总存在净加速功率。

动态潮流就是将总的净加速（净减速）功率按一定分配因子分配给各台机组，而不是由平衡母线完全承担。

分配因子可以根据用户需要定为惯性常数、机组容量或某种分配因子。

对于动态潮流，在计算过程中采用牛顿——拉夫逊法进行求解，系统中包含若干个平衡节点，但只有一个γδ节点。

动态潮流中包含N-1个有功功率方程，N-1-γ个无功平衡方程，N为系统节点数，γ为Pγ节点数。

继电保护和自动装置的仿真保护仿真电力系统保护设备是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置。

共分为两类：一类称为继电保护设备；另一类称为安全自动装置设备。

在电力系统运行中，可能发生两种对系统产生危害的运行状态：一类是设备发生短路和线路断线等故障；另一类是电气元件的正常工作遭到破坏，单没有发生故障，属于不正常运行状态，如电压和频率过高、过低和设备过载等。

继电保护的作用是快速判断故障类型和地点并及时切除故障元件，主要作用于单一的电气设备；安全自动装置则是根据电压、频率和设备的异常情况，按照事先设定的方案投切某些元件和负荷，消除设备异常现象。

继电保护设备元件主要用于暂态过程分析、短路、断线故障计算等软件。

基于配电网可靠性评估的网络等值法模型构建

基于配电网可靠性评估的网络等值法模型构建
李艳梅;王青云
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2018(035)006
【摘要】随着经济的快速发展,人们的生活方式发生了很大变化,生活质量明显提高,用电量也在不断增加.在此背景之下,越来越多的专家学者们开始进行有关配电网可靠性的相关研究.通过分析网络等值法的计算依据、计算参数以及可靠性指标,结合实例列举,探讨建构了一个可以评估配电网可靠性的网络等值法模型的方法.
【总页数】2页(P70-71)
【作者】李艳梅;王青云
【作者单位】国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司,湖北鄂州 436000;国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司,湖北鄂州 436000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于网络等值的复杂中压配电网修正的可靠性评估模型 [J], 李可;马孝义;邢化玲;任博文
2.改进的网络等值法在配电网可靠性评估中的应用研究 [J], 任婷婷
3.配电网可靠性评估的网络等值法模型实验研究 [J], 李美珍
4.基于网络等值法的配电网可靠性评估系统的开发与应用 [J], 黎献腾
5.配电网可靠性评估的网络等值法模型研究 [J], 聂丁楠;张俊财
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电力系统风险评估与预测模型构建

电力系统风险评估与预测模型构建随着电力系统的快速发展，系统的规模和复杂度不断增加，带来的风险也越来越大。

为了有效评估和预测电力系统的风险，我们需要建立一套完整的风险评估与预测模型。

一、风险评估模型风险评估模型是用来评估电力系统的各种风险及其概率的一种数学模型。

常用的风险评估模型有统计分析法、模糊综合评价法、层次分析法等。

1、统计分析法统计分析法是一种常用的风险评估方法，它通过统计数据和概率分布来计算电力系统的概率分布、故障模式和潜在损失。

该方法的优点是易于实现，结果可靠性高，但缺点是对数据的要求较高，缺乏实践经验可能会影响结果的准确性。

2、模糊综合评价法模糊综合评价法是一种用来处理模糊信息的数学方法，可以评估各种复杂的风险。

该方法的优点是能够很好地处理模糊信息，缺点是对专家判断的要求较高，结果受到主观因素影响较大。

3、层次分析法层次分析法是一种多因素分析法，可以用于对电力系统的各种风险进行分析和评估。

该方法的优点是结构化清晰，易于计算和分析，结果较为可靠，但需要根据实际情况选择不同的层次结构，否则结果可能有偏差。

二、风险预测模型风险预测模型是用来预测电力系统未来可能存在的风险及其概率的数学模型。

常用的风险预测模型有马尔科夫模型、神经网络模型、时间序列模型等。

1、马尔科夫模型马尔科夫模型是一种预测未来状态的概率模型，可以用来预测电力系统未来可能存在的所有风险。

该模型的优点是理论基础坚实，适用性广泛，但缺点是不易处理复杂系统和不能预测长期的概率分布。

2、神经网络模型神经网络模型是一种聚类分析方法，可以用来对电力系统的大量数据进行处理和分析。

该模型的优点是可以处理大量复杂数据，预测准确度高，但缺点是计算复杂度高，对数据的要求较高。

3、时间序列模型时间序列模型是一种常用的预测方法，可以用来预测电力系统未来可能存在的各种风险。

该模型的优点是易于理解和实现，适用性广泛，但缺点是对数据的要求较高，结果可能受到噪声的影响。

离散电力系统的建模与分析

离散电力系统的建模与分析离散电力系统是指由多个离散的电力设备组成的电力系统。

与传统的连续电力系统相比，离散电力系统在物理结构和工作原理上存在较大的差异。

建立准确的电力系统模型，并进行合理的分析和优化，对于提高系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

本文将探讨离散电力系统的建模与分析方法。

第一部分：离散电力系统建模离散电力系统的建模是分析该系统运行特点和性能的基础。

常用的离散电力系统建模方法包括状态空间模型、概率图模型和网络模型等。

1. 状态空间模型状态空间模型是一种将电力系统的离散状态用数学形式表示的方法。

通过定义系统的状态和状态转移规则，可以描述系统的动态演化过程。

状态空间模型常用于分析系统的稳定性、动态响应和控制。

2. 概率图模型概率图模型是一种用图形表示系统状态和事件之间关系的方法。

其中，贝叶斯网络是常用的概率图模型之一，在电力系统中广泛应用于故障诊断和可靠性评估等方面。

概率图模型能够通过统计建模，对系统的潜在因果关系进行推理和分析。

3. 网络模型网络模型是将电力设备和节点以网络形式进行表示的方法。

通过定义节点之间的连接关系和参数，可以描述电力系统的拓扑结构和能量流动规律。

网络模型适用于分析电力系统的负荷平衡、线损和容量配置等问题。

第二部分：离散电力系统分析离散电力系统的分析是对系统进行定量评估和优化的过程。

常用的离散电力系统分析方法包括可靠性评估、故障诊断和优化调度等。

1. 可靠性评估离散电力系统的可靠性评估是对系统各组成部分的可靠性进行定量测算的过程。

通过统计方法和概率模型，可以评估系统在给定时间段内保持功能的概率，为系统的运行和维护提供指导。

2. 故障诊断离散电力系统的故障诊断是通过对系统运行状态的观测和分析，确定故障原因和位置的过程。

故障诊断可以借助传感器、监测设备和数据处理技术，通过模型匹配和推理方法，准确地识别故障并进行修复。

3. 优化调度离散电力系统的优化调度是通过对系统资源的合理配置和协调安排，以达到系统性能最优化的目标。

电力系统稳定性分析与控制考核试卷

1.电力系统的稳定性问题主要是由于系统内部的扰动引起的。（）
2.静态稳定性分析主要关注系统在长期运行中的稳定性。（）
3.在电力系统中，所有的不稳定性都可以通过控制手段完全消除。（）
4.提高发电机的励磁电压可以增加系统的暂态稳定性。（）
5.断路器是电力系统稳定性控制的主要设备之一。（）
6.电力系统稳定性分析的目的是确保系统在各种运行条件下都能保持稳定。（）
A.故障类型
B.故障位置
C.发电机励磁系统的响应速度
D.负荷特性
答案：（）
3.以下哪些措施可以提高电力系统的静态稳定性？（）
A.减小线路电抗
B.增加系统电压
C.提高发电机组的运行功率因数
D.减少系统的旋转备用
答案：（）
4.电力系统稳定性控制可以分为几个层次？（）
A.一次控制
B.二次控制
C.三次控制
D.四次控制
答案：（）
8.电力系统稳定性分析的时域仿真法主要模拟系统的______过程。
答案：（）
9.串联电容器主要用于补偿电力系统的______，提高系统稳定性。
答案：（）
10.在电力系统稳定性分析中，如果系统的特征值位于复平面中的______半平面，系统是稳定的。
答案：（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
3.一次控制：直接控制发电机的有功功率和励磁，如水轮机调节、发电机励磁控制；二次控制：通过控制设备改善系统动态特性，如PSS；三次控制：对整个系统进行优化调度，如负荷频率控制。例如，一次控制应用于发电机并网操作，二次控制用于抑制低频振荡，三次控制用于系统经济调度。
4.时域仿真法能详细模拟系统动态过程，适用于暂态稳定性分析；频域分析法适用于小扰动分析，能快速评估系统稳定性。时域仿真法局限在于计算量大，频域分析法不能考虑系统非线性特性。

基于马尔可夫链的光伏发电系统输出功率短期预测方法_丁明

任何时刻，太阳能辐射占有某一状态，用状态概率
质量函数，即初始分布 pn 表示 n 时刻太阳辐射在各状态的分布概率的列向量，定义如下：
⎡ P( X n = s1) ⎤
pn
=
⎢ ⎢ ⎢
P( X n
=
s2
)
⎥ ⎥
,
⎥
n = 0,1, 2,3…
(2)
⎢⎣P( X n = sN )⎥⎦
式中：P( )是括号中描述的事件发生的概率；Xn 是
输出功率，一般的做法是将此系统分为 2 个模型：
太阳辐射模型和光伏系统逆变模型。光伏电池接收
到的太阳能辐射量包括直接辐射、扩散辐射和球体
辐射[9-11]，即
Eo = Ebc + Ed + Egr
(1)
式中：Eo 是光伏电池板斜面接收的所有太阳能辐射量；Ebc 是光线直接照射的辐射部分(direct beam contribution)；Ed 是扩散(天空中散射的)能量(diffuse energy) ； Egr 是地表反射的能量 (ground reflect energy)。在气候情况变化很小、地区不变的情况下，
Fig. 2 Kernel density estimation of
the diffuse and direct radiation
的。根据以上 2 个事实，为了体现一步记忆性，
Urbina 在文献[12]和文献[14]中提出用双变量 1 阶
马尔可夫链来描述 1h 内的太阳能辐射现象。
马尔可夫链是马尔可夫随机过程的一种特殊
关键词：光伏系统；预测；马尔可夫链；输出功率
0 引言
随着大规模光伏电站接入电力系统，光伏电站

微电网系统CIMXML模型研究

第38卷第9期电力系统保护与控制Vol.38 No.9 2010年5月1日 Power System Protection and Control May 1, 2010微电网系统CIM/XML模型研究丁银，丁明，毕锐，高研，杨为（合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心，安徽合肥 230009）摘要：建立基于公共信息模型（CIM）的微电网系统，不仅可以实现高效率的数据交换和“即插即用”的应用程序，而且也便于系统模型的扩展。

针对合肥工业大学微电网实验室，在研究扩展的分布式各发电单元具体模型的基础上，提出了微电网各发电单元的CIM模型，为了便于在潮流计算等应用程序中使用此模型，总结了微电网各发电单元的节点类型，并分析了针对实验室的导电设备的模型，以CIM中的拓扑模型和设备容器模型建立简单的物理连接和设备的总体联系模型，并用XML语言描述了微电网的整体模型。

最后采用潮流计算进行验证性实验，验证了对CIM理解的正确性和导入导出的正确性。

关键词：CIM；XML；微电网；建模；潮流计算Research on CIM/XML model of microgrid systemDING Yin，DING Ming，BI Rui，GAO Yan，YANG Wei（Photovoltaic System Research Center of MOE，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China）Abstract：The establishment of microgrid system based on common information model（CIM），can not only realize high efficient data exchange and the “plug and play” application，but also can make the expansion of the system model easier．This paper，aiming at microgrid laboratory of Hefei University of Technology，based on the research on the practical models of generation units in distributed generation，advances CIM model of generation units in microgrid system．In order to make use of this model in power-flow calculation and so on，it summarizes the node types in the generation units of microgrid system and analyzes the models of conduction devices aiming at laboratory．With the topology model in CIM and equipment container model，it establishes simply physical connection and overall connecting model of devices as well as describes the general model in XML language．Finally，by adopting power flow calculation, the correctness of the understanding to CIM and import/export is validated．This work is supported by Chinese National Programs for High Technology Research and Development(863 program)(No.2007AA05Z240) and National Natural Science Foundation of China(No.50837001).Key words：CIM；XML；microgrid；modeling；power flow calculation中图分类号： TM74 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)09-0037-060 引言IEC61970系列标准定义了能量管理系统应用程序接口（EMS-API），而公共信息模型（common information model，CIM）作为其中重要的一部分，为信息交换和访问提供一种公共的统一的含义，提供实际对象的语义名称（包括它的属性、描述以及与其他对象的关系），并是IEC制定的电力系统自动化中的SCADA/EMS/DMS等系统的通用的数据基金项目：国家重点基础研究专项经费项目（2009CB219700）；国家863高技术基金项目（2007AA05Z240）；国家自然科学基金（50837001）模型和数据接口[1-3]。

电磁暂态仿真中网络等值的方法研究

电磁暂态仿真中网络等值的方法研究
汤雪鹏;吴红斌;丁明
【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(034)009
【摘要】在进行电磁暂态仿真时,为降低计算规模,需要对电网数据进行等值处理.在利用电力系统综合稳定程序(PSASP)进行Ward等值后,采用基于戴维南定理的多电势等效理论,实现了电磁暂态仿真时系统的网络等值,并开发了相关的等效转换软件.针对某省级电网算例系统,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了等值后的系统模型,对算例系统等值前后的线路潮流、节点电压以及短路电流进行了对比分析,验证了所提出方法的有效性和正确性.
【总页数】4页(P1321-1323,1334)
【作者】汤雪鹏;吴红斌;丁明
【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009
【正文语种】中文
【中图分类】TM711
【相关文献】
1.可仿真任意工况的MMC等值电磁暂态仿真模型与平均值模型 [J], 蒋霖;周诗嘉;李子寿;向往;胡济洲;程杰;劲宇
2.一种适用于电磁暂态仿真的等值简约方法 [J], 徐政;杨靖萍;段慧
3.基于故障等值网络的双馈风电机组三相短路电流计算方法研究 [J], 盛万兴;马静;张瑜;项晓强
4.基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法研究 [J], 张军六;王金浩;常潇;赵军;郭宇刚
5.基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法研究 [J], 张军六;王金浩;常潇;赵军;郭宇刚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于RAMSES的220kV输电系统可靠性研究

基于RAMSES的220kV输电系统可靠性研究朱洪亮;周昱甬;尹建兵;龚剑波;黄民翔【摘要】针对国内输电系统评价专注于设备侧管理而缺乏系统角度的可靠性评价的现状,介绍近年来国内外输电系统可靠性评价的研究进展,提出了基于RAMSES 的220 kV输电系统可靠性评价模型及采用的评价指标.结合浙江某输电系统实例采用该评价指标体系进行评价,对评价结果作了相应分析.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2011(030)006【总页数】4页(P1-3,8)【关键词】输电系统;RAMSES;可靠性;评价;模型【作者】朱洪亮;周昱甬;尹建兵;龚剑波;黄民翔【作者单位】杭州市电力局,杭州310009;杭州市电力局,杭州310009;杭州市电力局,杭州310009;浙江大学电气工程学院,杭州310027;浙江大学电气工程学院,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM7320 引言输电系统可靠性主要是指从电源点输送电力到供电点并按预定规则满足供电负荷电力和电能量需求之能力的度量，主要包括静态角度的充裕度和暂态角度的安全性两个方面[1]。

传统的可靠性分析主要是指充裕度分析，充裕度指标又分为表征故障局部影响的负荷点指标和表征故障对整个系统影响的系统指标两大类。

随着国家电网公司建设“一强三优”电网要求的提出，也为了适应“安全、高质、环保”的智能电网建设的需要，我国现行专注于设备侧管理的输电系统可靠性统计与评价体系已显现不足，建立适合我国输电系统的可靠性评价新体系已显得日益重要。

本文介绍了输电系统可靠性评价的国内外研究进展，基于RAMSES评价软件建立适合国内输电系统可靠性评价的模型，并对某220 kV电压等级输电系统的现状网架和规划网架开展了可靠性量化评价研究与结果分析。

1 国内外输电系统可靠性评价体系研究输电系统可靠性评价及研究，国内外学者已取得一些成果[2-3]。

其中，英、美等国近年来在可靠性统计与评价方面开展了大量研究，评价的侧重点从原先侧重于设备元件转变为侧重于从系统的角度对输电系统进行总体评价[4]。

发输电组合系统可靠性评估的蒙特卡罗模拟

发输电组合系统可靠性评估的蒙特卡罗模拟
丁明;张瑞华
【期刊名称】《电网技术》
【年(卷),期】2000(24)3
【摘要】发输电组合系统是指包含发电机、变压器、母线段、断路器、继电保护装置、自动重合闸和输电线路构成的电力系统。

文中讨论了系统故障模式判断、各子系统数学模型及算法的实现问题 ,用算例进行了计算 ,验证了该方法的可行性及正确性。

相应的应用软件已用于实际系统的可靠性评估。

【总页数】4页(P9-12)
【关键词】发输电组合系统;可靠性评估;蒙特卡罗模拟;仿真
【作者】丁明;张瑞华
【作者单位】合肥工业大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM732
【相关文献】
1.基于蒙特卡罗算法的发输电系统充裕性模型及评估方法研究 [J], 董宸;周霞;丁军策;黄杰;苏寅生;李威;黄河
2.基于序贯蒙特卡罗仿真的发输电系统充裕度评估算法 [J], 张硕;李庚银;周明
3.应用模拟法进行发输电组合系统可靠性评估的研究 [J], 张福伟;庞力平;马昕
4.基于蒙特卡罗法的高压直流输电系统可靠性评估 [J], 蒋金良;王遂;任震
5.大规模发输电系统充裕度评估的蒙特卡罗仿真 [J], 宋云亭;郭永基;程林
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电力市场中基于电价弹性的电力系统运行可靠性的协调控制

电力市场中基于电价弹性的电力系统运行可靠性的协调控制李生虎;丁明
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】2005(25)24
【摘要】电力系统可靠性指标随负荷水平变化而变化,二者之间存在复杂的非线性关系,不能采用线性模型进行模拟。

规划设计中,价格系数只能在很小的范围内调节电力平衡,不足以提高系统可靠性。

电力市场中,考虑到实际运行中用户对电价的反应,应引入实时电价的电价弹性:当运行风险较高时,升高价格可以促使用户减少用电量或者调整用电时间,从而降低运行风险;而当运行风险较低时,较低的销售价格必然刺激用户的电力消费,提高了运行风险。

文中在量化分析电价弹性的基础上,提出了一种实时电价与电力系统运行可靠性之间协调控制的新方法,调度员和用户通过价格、负荷和风险指标构成了一个闭环控制系统,以持续调节电网风险水平。

算例结果验证了算法的正确性和应用价值。

【总页数】7页(P34-40)
【关键词】电力系统;运行可靠性;实时电价;协调控制;电价弹性
【作者】李生虎;丁明
【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM311
【相关文献】
1.零售端电力市场中的电量电价弹性矩阵 [J], 秦祯芳;岳顺民;余贻鑫;陈文斌;王绍绵;卜祥志
2.零售端电力市场中的电量电价弹性矩阵 [J], 黄玲
3.电力市场中计及实时电价的电力系统运行风险管理新策略 [J], 赖佳栋;杨秀苔;王成亮;熊小伏
4.基于荷-源协调控制的电力系统运行可靠性分析 [J], 李大文
5.基于实时运行状态的电力系统运行可靠性评估 [J], 瞿立
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电力系统安全经济运行的序贯概率仿真

电力系统安全经济运行的序贯概率仿真
李生虎;丁明
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2004(16)4
【摘要】电力系统的安全经济运行对国民经济意义重大。

本文讨论了电力系统设备的概率模型,采用序贯仿真算法,按时间顺序采用蒙特卡罗抽样方法模拟设备的随机故障和电力系统的运行状态,采用线性规划优化算法对运行方式进行优化调度,以减少用户停电损失。

文中建立了以停电指标为基础的安全指标和以发电成本表示的系统经济指标,并给出了IEEE-14节点系统的仿真结果。

作为辅助决策工具,该算法的实现有利于量化评估电力系统的安全经济性能,具有一定的工程应用价值。

【总页数】4页(P637-640)
【关键词】仿真系统;电力系统;安全经济运行;概率抽样
【作者】李生虎;丁明
【作者单位】合肥工业大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM732
【相关文献】
1.提高电力系统安全经济运行的几点思考 [J], 熊爱
2.风电场聚合对电力系统安全经济运行的影响 [J], 刘文霞;何向刚;吴方权
3.基于序贯仿真和概率密度分析的四川电网可靠性评估 [J], 王松;杨树
4.电力市场中基于序贯仿真的用户电价研究 [J], 李生虎;丁明;王敏;汪兴强;吴红斌
5.浅析电力系统安全经济运行 [J], 向春勇;罗正娅
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相间或接地故障; 2) 变压器故障 ( p f ): 因各种原因引起的变压器强迫停运。
T
p fc+ p f
B
R

R B pM + pm c
2 等效元件故障模式及模拟算法
上述的不同元件在故障后往往具有相同的后果 , 这里将具有相同后果的设备故障模式合并成等效元件以简化分析过程。 2 . 1 受气候影响的线路等效模型一条长距离输电线路在同一时刻可能处在不同的气候状态影响下, 故可按气候影响范围将线路分为多个分段 [5 ], 设每段占总长的百分数为 X i, K i 1为第 i个不利气候条件下线路故障与正常下故障率之比 ; K i 2为正常气候条件下线路修复率与第 i 个不利气候条件下修复率之比; pA n为正常气候条件下线路故障概率, 则该条线路的等效故障概率为 : p = pA n
式中: bi, P i 为第 i 台发电机的微增成本和出力 , Pm in, Pm ax 为发电机出力下、上限向量 , D, D i 为负荷向量和第 i 个节点负荷值 , T, Tm ax为线路潮流向量和线路潮流上限; C 为切负荷向量; ΔC 为可断电负荷向量 ; U i 为节点 j 切负荷损失费用, k D j 为第 j 个负荷离故障点的最短路距离权重; k 1, k 3 为多目标函数的加权因子 ; A 为线路有功与节点注入有功的关系矩阵。 ΔC 根据稳态功率缺额值在各连通块内负荷节点平均分配, 而 C 由线性规划确定。 4 . 4 可靠性指标该模型可提供的可靠性指标有 : 节点及系统停电概率 ( p LO LP ); 节点及系统最大停电功率 ( X m ax ); 节点及系统的平均停电功率 (P D ); 停电电量数学期望值 (E E ); 各条线路的有功过负荷概率 ( pN )及过负荷量 (θ ); 各条线路和变压器故障所造成的停电电量 (E i ); 每条线路为桥的概率 ( p B ); 每个变电站为割点的概率 ( p cn ); 输电网络被分裂的概率 ( p sp ); 负荷节点被孤立的概率 (p iso )。 4 . 5 系统的分层结构及模拟过程根据前面所述 , 整个输电网络的模拟过程由等效元件层、子系统层和系统层三个层次构成 , 见图 1 。由于故障相关 (如相关故障和后备保护动作 )的原因, 在等效元件层之间, 子系统层之间的故障模式存在相互转移, 而模拟过程是自下而上进行的。
pB + pr fc f
B p Bus f + p S1B
pT f
3 变电站子系统模型
变电站子系统是由多个等效元件通过电气和逻辑关系连接而成的, 根据其功能和接线有多种型式 , 一个等效元件的故障往往导致其它等效元件、变电站甚至相邻变电站的停运。 3 . 1 断路器接地或拒动 1) 这两种故障均将导致相邻断路器动作 , 切除同一分段上的多条线路, 相邻断路器的动作范围与后备保护的型式有关。目前考虑的四种后备保护有 : 远后备保护, 利用跳开母联断路器为辅助手段的后备保护, 近后备保护和集中后备保护。这四种方式有的可作为断路器本身拒动的后备, 有的可做为断路器和继电器拒动的后备 [6 ]。 2) 线路断路器故障后需进一步考虑是否有旁路断路器可替换 , 若有, 线路停电时间仅为开关切换时间 , 否则停电时间为断路器修复时间。据此可评估旁路对可靠性的影响。 3 . 2 母线段故障任一母线段故障将导致同一分段上所有断路器
3) 瞬时性短路 ( p L ic ): 各种相间或接地瞬时性短路故障; 4) 相关故障 ( p L ij ): 线路 i和 j的故障呈现相关性 , 以 p ij表示 i线故障后 j线故障的概率, 但一般 p ij ≠ p ji; 5) 共同模式故障 ( p ): 两条或多条线路因同一原因同时发生故障。 1 . 5 变电站内部故障
4 输电系统模型
4 . 1 网络层的连通性分析对由变电站和输电线构成的网络进行连通性分析的目的在于判定网络是否分裂为多个孤岛并统计各变电站为割点和各输电线为桥的概率。若一变电站故障 (与其相连的线路全部断开 )导致电网出裂成多个孤岛 , 则定义该变电站为割点。若一条线路断开后致使原网络图不连通 , 则定义该线路为桥。 4 . 2 安全分析结合基态潮流, 采用直流潮流法计算多重故障后的线路潮流的过负荷情况 , 其中: 1) 单双重故障, 采用分布因子法 ; 2) 三重及以上故障, 采用部分重新修正因子表法。此外还考虑了节点分裂或网络出现孤岛两种特殊情况下的潮流计算问题。 4 . 3 有功校正可靠性模型中普遍采用的有功校正线性规划的目标函数是切有功负荷量最小, 但理论和实践均证明该类模型有多重解, 这将导致节点可靠性指标的不确定性。本文采用的多目标线性规划的目标函数中包括用故障点离负荷点距离加权的停电损失费用
1 . 2 重合闸故障拒动 (p rf ): 重合闸继电器在保护切除故障后不能发出合闸信号。 1 . 3 断路器故障 1) 绝缘损坏和对地短路 ( p B S )可分为两种类型: ① 可自行清除故障 ( p B S 1 ): 断路器出现故障后可通过该断路器本身的动作而使故障得以清除, 可
B
1 元件故障模式分析
下面给出元件故障模式及意义 , 元件故障概率
收稿日期 : 1997-0315 第一作者 : 男 , 1957年生 , 教授 * 国家 “ 攀登计划 B”项目
100
清华大学学报 (自然科学版 ) 表 1 等效故障模式及概率
1997 , 37( S 1)
∑X
∈ F i
i
K i1 K i2 +
1-
∑X 【
i ∈F i
( 1)
式中 F 为不利气候状态集合。原则上 , 线路的断线、永久性短路和瞬时性短路概率都可以用该式分别进行修正。国内几种影响线路故障概率的典型不利气候有冬季覆冰、冻雨; 夏季梅雨、暴雨、台风等。不利气候对其它输变电设备可靠性的影响也可仿此对其故障概率进行修正。后文所涉及的概率均认为已经过修正。 2 . 2 输变电设备的等效故障模式经故障后果分析合并后的一、二项设备的等效故障模式及概率如表 1所示, 等效概率中略计乘积项。
合肥工业大学电气工程系 , 合肥 230009
文摘建立了由等效元件级、变电站级和网络级构成的输电系统的分层可靠性模型并提出了基于非序贯蒙特卡罗仿真的概率模拟算法。模型中考虑了线路的多重故障 : 相关故障和共同模式故障 , 继电器、断路器和重合闸故障 , 母线段及变压器故障 , 及不利气候条件对输变电设施故障概率的影响 , 重点在于协调这些故障模式间的完整性及一致性。算例表明该方法是合理的、有效的。研制的软件已在实际电网中应用。关键词电网 ; 可靠性 ; 建模 ; 模拟分类号 T M 732
1997年第 37 卷
清华大学学报 (自然科学版 ) Jo urna l o f T sing hua U niv ers ity ( Sc i& T ech)
25 /26 第 S 1期第 99 ～ 103页
输电系统的分层可靠性建模及概率模拟*
丁明, 刘友翔, 戴仁昶, 洪梅
丁明 , 等 : 输电系统的分层可靠性建模及概率模拟
101
跳闸, 但如果是双母线接线 , 将切换到另一条母线上运行, 只有两条母线同时故障才会导致线路停电 , 可靠性大为提高。故最终的停电线路数取决于母线型式及正常情况下的运行方式 , 如单母线、单线分段、双母线、双母分段、多角形及 3 / 2接线等, 模型针对每种接线型式的特点做了相应处理 , 以反映其对可靠性的不同影响。母线故障亦可考虑断路器的拒动及后备保护问题 , 方法同前。 3 . 3 变压器故障两卷变压器的故障处理与一般两状态元件无异 , 变压器高低压侧各为一个计算节点; 三卷变压器以其星形等值电路表示 , 其中性点视为一物理节点 , 该节点的故障率即为三卷变压器的故障率。 3 . 4 变电站内部的连通性分析在各等效元件故障跳闸之后, 采用基于深度优先搜索的顶点融合法进行变电站内部的连通性分析 , 每个连通块收缩成一个计算节点 , 供潮流分析模型用, 同时还输出被孤立的负荷点的负荷值。
s 1) 母线段短路故障 ( pBu f ): 母线段发生的各种 L C
线路永久性短路
线路永久性短路断路器线路侧可自行清除故障
B pL PC+ p S1L
线路瞬时性短路线路相关故障
线路瞬时性短路线路相关故障
pL ic pL ij pL c pB S2
R pB fo+ p f
线路共同模式故障线路共同模式故障断路器接地故障断路器拒分故障断路器非自行清除故障继电保护拒动常开断路器拒分断路器拒合故障继电保护拒动常开断路器拒合断路器误合闸常开断路器误合闸继电保护误动重合闸故障重合闸继电器拒动断路器拒合母线段故障母线永久性短路断路器母线侧可自行清除故障变压器故障变压器强迫停运
[7 ]
和生产成本加权和最小并考虑了可断电负荷对节点永久性切负荷量的影响, 该线性规划模型为:
1 j LP m in k k D j D j ( 2) ∑ bip i + k3∑U i j
st
P i+
∑D
j
=
∑ (C
j
- ΔC j )
( 3) ( 4) ( 5) ( 6) ( 7)
T = A [P + D - (C - ΔC ) ] Pm in ≤ P ≤ Pm ax - Tm ax ≤ T ≤ Tm ax 0≤ D ≤ C - ΔC
B 进一步划分为线路侧故障 p B S1L和母线侧故障 p S 1B 两种;