非序贯蒙特卡洛改进法在电网运行方式风险评估中的应用

论文摘要

电力系统控制中心编制运行规划的根本目的是针对电网的各种运行工况选择安全、可靠、经济的运行方式。但通常存在多种满足基本运行要求的运行方式，这就需要识别其中的最低风险运行方式以保证整个系统安全可靠运行，这也是电网运行规划风险评估的目的与任务。本文对风险评估的基本方法进行了深入的研究，由于发输电网网络复杂，评估过程涉及大量计算，而基本的风险评估方法计算效率低，本文提出采用“非序贯蒙特卡洛改进法”对电网运行规划中涉及的多个运行方式进行风险评估，并找出最低风险运行方式。计算实例证明该方法方差收敛速度快，单次模拟时间短，并且计算效率远高于传统的非序贯蒙特卡洛模拟法。本文基于该方法建立了电网运行规划风险评估的数学模型，编制了相应的计算程序，并做了算例评估。论文的主要内容包括以下几个方面：1.首先介绍了电网运行规划风险评估国内外研究与发展现状，并说明了它的研究内容和意义。2.分析了电力系统风险评估的两类基本方法——解析法和蒙特卡洛模拟法。比较了解析法和模拟法的优缺点，并对传统的非序贯蒙特卡洛模拟法的缺陷与机理进行了详尽分析，提出了将等分散抽样法与解析判断方法相结合得到非序贯蒙特卡洛改进法。3.对识别分析系统问题的网络拓扑分析与潮流计算进行了深入的研究与探讨。4.然后以改进法为基础建立了各类元件的故障模型，建立了电网运行规划风险评估的完整算法流程和指标体系，并编制了评估程序。最后将此评估程序运用到IEEE RTS79系统的运行规划风险评估中，对此标准系统两种不同情况进行了定量评估。一种情况是正常运行时总负荷水平不同的运行方式，评估结果可以为短期检修方案安排提供指导；另一种情况是涉及设备维修或更换运行时，总负荷水平相同但负荷转移方案不同的运行方式，此情况下评估结果表明，该计算程序可以计算出不同运行方式下系统的风险指标，找出最低风险的运行方式，以此作为运行控制部门的有益参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电网运行规划风险评估研究的内容与意义
• 1.2.1 电网运行规划风险评估研究的内容
• 1.2.2 电网运行规划风险评估研究的意义
• 1.3 电网运行规划风险评估研究的现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 风险评估的基本方法
• 2.1 解析法
• 2.1.1 网络分析法
• 2.1.2 状态空间法
• 2.1.3 故障树分析法
• 2.1.4 状态枚举法
• 2.2 蒙特卡洛模拟法
• 2.2.1 非序贯蒙特卡洛模拟法
• 2.2.2 序贯蒙特卡洛模拟法
• 2.3 评估基本方法的选择
• 2.3.1 解析法与模拟法的优缺点
• 2.3.2 评估基本方法的选取
• 2.4 蒙特卡洛模拟法的几个细节
• 2.4.1 伪随机数
• 2.4.2 蒙特卡洛模拟的收敛判据
• 2.4.3 母线抽样
• 2.5 小结
• 第3章 非序贯蒙特卡洛模拟改进方法的研究
• 3.1 蒙特卡洛模拟法与解析法的结合
• 3.1.1 混合法研究现状
• 3.1.2 在采样状态中加入解析判断
• 3.1.3 解析判断的软件实现
• 3.2 加快模拟收敛的方差减小技术
• 3.2.1 常用抽样方法的分析与比较
• 3.2.2 等分散抽样法的抽样原理与实现过程
• 3.3 非序贯蒙特卡洛改进法的分析与比较
• 3.3.1 非序贯蒙特卡洛改进法
• 3.3.2 三种评估方法的引出
• 3.3.3 三种评估方法计算效率的比较
• 3.4 小结
• 第4章 网络拓扑分析与潮流计算
• 4.1 网络拓扑分析
• 4.1.1 割点和桥的概念
• 4.1.2 连通性分析
• 4.2 潮流计算模型及负荷削减最优模型
• 4.2.1 交流潮流
• 4.2.2 直流潮流
• 4.2.3 直流潮流计算程序
• 4.2.4 负荷削减最优模型
• 4.3 小结
• 第5章 非序贯蒙特卡洛改进法的应用
• 5.1 通用元件故障模型
• 5.1.1 独立故障模型
• 5.1.2 相关故障模型
• 5.2 基于非序贯蒙特卡洛改进法的元件与负荷模型
• 5.2.1 元件故障参数
• 5.2.2 元件故障类型
• 5.2.3 负荷模型
• 5.3 风险指标
• 5.3.1 风险指标的建立
• 5.3.2 程序结构与综合评估流程图
• 5.4 运行规划典型算例分析
• 5.4.1 正常运行情况下的风险评估
• 5.4.2 涉及设备维修或更换运行情况下的风险评估
• 5.4.3 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文
• 附录 B IEEE RTS79 算例系统有关数据