一种基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法与流程

本发明属于输配电网风险评估领域，尤其涉及一种基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法。

背景技术：

1、现阶段，电网特性受到新能源接入的影响越来越显著，而新能源主要表现在其不稳定性、季节性、分布性以及对电能质量等方面。目前新能源主要以风能、水能和太阳能为主的可再生能源，其不可控因素导致了电力供应的波动性增加，其中水力发电受到降雨季节的影响、太阳能发电则会因日照时间的变化而产生季节性波动，同时，可再生能源往往分布在遥远或偏远地区，与传统能源消费中心存在一定的距离。因此，需要建设更多的输电线路或者采用分布式发电和微电网等技术，以实现能源的有效输送和利用。因此新能源的这些不稳定因素会对电网的频率和电压稳定性产生影响。

2、同时，现阶段对电力系统风险评估通常将输电网和配电网分开研究，从各自的角度出发研究各种风险对他们的影响，从而分别得出针对输电网和配电网的风险评估体系。然而，在建立属于它们各自的风险评估指标时。往往采用的国际国内标准上有迹可循的指标，或者是根据专家经验判断得出的评价指标，可能缺乏对现阶段形成的新型电力系统的参考意义。需要综合考虑新型电力系统中输配交互作用，深入分析输配电网交互作用和故障机理，设计一体化的风险指标。因此，亟需提出一种基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于综合电力系统大型事故分析和输配电网一体化从而得出新的风险评估指标，提出一种基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，包括：

3、获取电力系统停电事故的历史事件信息，对所述历史事件信息进行机理分析获得事故机理图；

4、根据所述事故机理图进行输配电网的耦合分析，获得风险因素；分析所述风险因素对电网可造成的潜在风险，基于所述潜在风险的分析结果构建风险评估指标。

5、优选地，获取电力系统停电事故的历史事件信息的过程包括但不限于：

6、获取事故发生前电网中风电装机容量占比、事故持续时间内的损失负荷、脱网信息、电网频率、电网电压。

7、优选地，所述风险因素包括但不限于：相位偏差、功角、电压变化率、电压合格率、电压偏差率、震荡发生率、电压偏差、过电流、设备故障率、频率下限、允许的最大频率偏差、频率变化率、线路重合闸成功率、电压穿越成功率。

8、优选地，所述风险评估指标包括但不限于安全性指标、稳定性指标以及可靠性指标；

9、所述安全性指标包括但不限于电压合格率、电压偏差率、频率变化率；

10、所述稳定性指标包括但不限于最大频率偏差、系统惯量；

11、所述可靠性指标包括但不限于故障保护动作率。

12、优选地，所述电压合格率用于反映某一时间点接入分布式电源后待评价的电力系统中合格的电压节点数占总的节点数的比率，比值越大越好；公式表达式为：

13、其中，nv表示待评价电力系统中电压合格的节点数，n表示待评价电力系统中总的节点数。

14、优选地，所述电压偏差率用于反映某个时间点接入分布式电源后待评价的电力系统中的节点电压值与额定值的偏离程度，比值越小越好；公式表达式为：

15、

16、其中，ui,t表示t时刻节点i的节点电压实际值；ui,rated表示节点电压的额定值。

17、优选地，所述频率变化率反映在限定时间内系统频率随时间的变化；

18、公式表达式为：

19、优选地，所述最大频率偏差用于反映在电力系统运行期间，系统频率变化的峰值与标准频率的比值，比值越小则系统的频率稳定性越好；公式表达式为：

20、

21、其中，fmax为一段时间内系统频率的最大值，f为电力系统的标准频率。

22、优选地，所述系统惯量用于反映电力系统中对于新能源接入或者脱网后系统频率变化的阻尼程度，数值越大则表明对电网电压频率变化的阻尼越大；公式表达式为：

23、

24、其中，jsys表示新能源系统总转动惯量，jgi表示同步机的转动惯量，xgi表示同步机组的启停情况，jni表示新能源机组的等效转动惯量，xni表示新能源机组的启停数量。

25、优选地，所述故障保护动作率用于反映当新型电力系统发生故障时，保护装置可以正确动作分离分布式电源与传统电网的联系以及阻止故障继续传播，重合闸消除故障并且重新构建新型电力系统间的联系的成功率，比值越大表明电力系统的保护可靠性越高；公式表达式为：

26、

27、其中，pca表示保护装置正确动作的个数，prs表示保护装置的重合闸个数，pall表示发生故障的区域故障保护装置的总数。

28、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

29、本发明以历史电力系统停电事故为基础，综合考虑新型电力系统中输配交互作用，深入分析输配电网交互作用和故障机理，设计一体化的风险指标。并结合事故分析，提出新的风险评估指标“系统惯量”和“故障保护动作率”，能够实现能源的有效输送，从而进一步提高能源利用率。

技术特征：

1.一种基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，获取电力系统停电事故的历史事件信息的过程包括但不限于：

3.根据权利要求1所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，所述风险因素包括但不限于：相位偏差、功角、电压变化率、电压合格率、电压偏差率、震荡发生率、电压偏差、过电流、设备故障率、频率下限、允许的最大频率偏差、频率变化率、线路重合闸成功率、电压穿越成功率。

4.根据权利要求1所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

9.根据权利要求4所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

10.根据权利要求4所述的基于故障分析的输配一体化风险评估指标构建方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种基于故障分析的输配一体化化风险评估指标构建方法，包括：获取电力系统停电事故的历史事件信息，对历史事件信息进行机理分析获得事故机理图；根据事故机理图进行输配电网的耦合分析，获得风险因素；分析风险因素对电网可造成的潜在风险，基于潜在风险的分析结果构建风险评估指标。本发明以历史电力系统停电事故为基础，综合考虑新型电力系统中输配交互作用，深入分析输配电网交互作用和故障机理，设计一体化的风险指标，能够实现能源的有效输送，从而进一步提高能源利用率。技术研发人员：汪勋婷,陶伟龙,徐斌,王海伟,丁津津,王同文,王松,张倩,付捷受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/2