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考虑不确定性因素的电网可用输电能力的研究

作　者: 高亚静
导　师: 李庚银；周明
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 可用输电能力马尔可夫链蒙特卡罗仿真灵敏度分析需求侧管理
分类号: TM715
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 479次
引　用: 4次
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内容摘要

在电力市场环境下,电网的可用输电能力(ATC)不仅是调度人员衡量电网安全稳定运行的技术指标,也是市场参与者进行交易决策的重要参考和调整输电阻塞的重要标准,是评价电网可靠性的重要指标,还是电网规划与扩建改造的重要依据。ATC受发电机调度、设备(发电机、线路、变压器等)故障、负荷波动等大量不确定性因素的影响,合理地处理不确定性的影响是准确计算ATC的难点。论文从如何处理不确定性因素对ATC的影响入手,在ATC计算、评估及提高方面展开深入研究,主要工作如下:提出马尔可夫链和故障排序法相结合的ATC算法。建立基于马尔可夫链的系统状态预测模型,描述系统的连续状态转移和不确定性因素对ATC的影响。在此基础上,提出综合考虑系统故障发生概率、故障发生后果和ATC计算区域选择的故障排序方法,筛选出对ATC影响大的严重故障。采用灵敏度分析法求解对应状态下的ATC值,以ATC的期望值作为某一时刻的ATC,进而估算出连续的ATC曲线,为电力市场下的市场参与者提供更为准确的ATC信息。为更加准确地描述不确定性因素对电网输电能力影响,提出对ATC进行概率评估的思想。建立包括ATC期望值、方差、最大值、最小值、为零概率、不足概率和匮乏量等在内的概率评估指标。提出蒙特卡罗仿真结合线性规划和概率统计的方法,求得反映电网ATC充裕度的概率指标,用以评估电网长期的输电能力,为电力系统安全经济性能评估提供重要的参考信息,为电源和电网的规划扩建提供指导。为寻找钳制电网输电能力的瓶颈环节,在ATC概率评估的基础上,提出基于灵敏度分析的ATC充裕度评估的思想,推导出ATC相关充裕度指标对设备参数的灵敏度表达式,用于寻找对输电能力有重要影响的设备及参数,发现钳制输电能力的瓶颈。基于条件概率的思想推导ATC充裕度指标对设备可靠性参数的解析表达式,得到输电能力充裕度指标随设备可靠性参数变化的函数曲线,为投资决策和设备维修提供重要的指导信息。最后针对目前需求侧管理(DSM)大面积推广实施的情况,定量分析了DSM对提高电网ATC的贡献,并从提高电网输电能力的角度出发,提出基于灵敏度分析法根据ATC充裕度指标,寻找DSM实施的重点区域。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-11
第一章绪论  11-26
  1.1 选题背景  11-12
  1.2 选题意义  12-13
  1.3 可用输电能力概述  13-18
    1.3.1 ATC 的定义  13-14
    1.3.2 最大输电能力TTC  14-15
    1.3.3 输电可靠性裕度TRM  15
    1.3.4 容量效益裕度CBM  15-16
    1.3.5 现有输电协议ETC  16-17
    1.3.6 ATC 的计算约束  17
    1.3.7 ATC 的计算框架  17-18
  1.4 ATC 算法研究现状  18-22
    1.4.1 确定型ATC 算法  18-20
    1.4.2 概率型ATC 算法  20-22
  1.5 ATC 计算的实际应用简介  22-23
  1.6 提高ATC 的措施  23-24
  1.7 论文的主要工作  24-26
第二章基于马尔可夫链的 ATC 计算  26-52
  2.1 马尔可夫过程  26-28
    2.1.1 随机过程  26
    2.1.2 马尔可夫过程  26-27
    2.1.3 马尔可夫链  27-28
  2.2 基于马尔可夫链的电力系统状态转移  28-32
    2.2.1 设备与系统  28-29
    2.2.2 可修复设备  29-30
    2.2.3 可修复设备的马尔可夫状态转移  30-32
  2.3 电力系统状态的确定  32-38
    2.3.1 偶发故障枚举法  33-34
    2.3.2 适用于ATC 计算的故障排序法  34-38
  2.4 发电机功率调节方法  38-41
    2.4.1 发电机有功分配方式  38-40
    2.4.2 考虑发电机功率调节的潮流计算  40-41
  2.5 基于灵敏度分析的 ATC 计算模型  41-45
    2.5.1 ATC 计算的数学模型  41-42
    2.5.2 基于灵敏度分析法的ATC 求解  42-45
    2.5.3 基于马尔可夫链和故障排序的ATC 计算步骤  45
  2.6 算例及其分析  45-51
    2.6.1 发电机功率调节方式对ATC 的影响  45-47
    2.6.2 基于马尔可夫链和故障排序的ATC 计算  47-51
  2.7 本章小结  51-52
第三章基于蒙特卡罗仿真的 ATC 概率评估  52-72
  3.1 蒙特卡罗仿真简介  52-55
    3.1.1 蒙特卡罗仿真  52-53
    3.1.2 非序贯蒙特卡罗仿真  53-54
    3.1.3 序贯蒙特卡罗仿真  54-55
  3.2 基于蒙特卡罗仿真的电力系统状态确定  55-57
    3.2.1 基于非序贯蒙特卡罗仿真的电力系统状态确定  55-56
    3.2.2 基于序贯蒙特卡罗仿真的电力系统状态确定  56-57
  3.3 系统负荷仿真模型  57-61
    3.3.1 适于非序贯蒙特卡罗仿真的负荷模型  58-59
    3.3.2 适于序贯蒙特卡罗仿真的负荷模型  59-61
  3.4 ATC 概率评估指标的定义  61-62
  3.5 ATC 概率评估指标的计算  62-65
    3.5.1 直流潮流模型  62-64
    3.5.2 直流ATC 计算模型  64
    3.5.3 基于非序贯蒙特卡罗仿真的ATC 计算及评估流程  64-65
    3.5.4 基于序贯蒙特卡罗仿真的ATC 计算及评估流程  65
  3.6 算例及其分析  65-71
    3.6.1 基于非序贯蒙特卡罗仿真的算例及其分析  65-69
    3.6.2 基于序贯蒙特卡罗仿真的算例及其分析  69-71
  3.7 本章小结  71-72
第四章基于灵敏度的电网输电能力评估  72-95
  4.1 电网输电能力评估的意义  72
  4.2 输电能力充裕度指标灵敏度分析  72-81
    4.2.1 充裕度指标的统一格式  73-74
    4.2.2 充裕度指标测试函数  74-75
    4.2.3 充裕度指标对设备参数的灵敏度  75-81
  4.3 电网输电能力充裕度对设备可靠性参数的解析表达式  81-86
    4.3.1 PPAEZ 对设备可靠性参数的解析表达式  82-83
    4.3.2 PPANS 对设备可靠性参数的解析表达式  83-84
    4.3.3 EEANS 对设备可靠性参数的解析表达式  84-86
  4.4 算例及其分析  86-94
  4.5 本章小结  94-95
第五章电力需求侧管理提高 ATC 的研究  95-107
  5.1 电力需求侧管理概述  95-96
  5.2 考虑DSM 的负荷特性建模  96-98
  5.3 DSM 对输电能力的影响分析  98-100
    5.3.1 DSM 开展的地域性  98-99
    5.3.2 DSM 与发输电系统  99
    5.3.3 DSM 对输电能力的影响  99-100
    5.3.4 输电能力评估指标  100
  5.4 利用(?)E_(EANS)/(?)C_k 确定DSM 实施的重点区域  100-101
  5.5 算例及其分析  101-106
  5.6 本章小结  106-107
第六章结论及展望  107-109
参考文献  109-119
致谢  119-120
个人简历、在学期间参加的科研工作及学术论文发表  120-121

考虑不确定性因素的电网可用输电能力的研究

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