4.2 算例2 分析结果

算例2 用于验证所提的基于LODF 的输电线路动态N-1 安全校验和有害故障约束添加机制及台风天气条件下电网防灾经济调度策略可靠性评估方法的有效性。根据图1 所给的基于LODF 的输电线路动态N-1 安全校验和有害故障约束添加方法，校验算例1 中所提调度模型所得调度方案是否满足N-1 安全准则，并得到满足N-1 安全准则的调度方案。具体各调度方案的机组出力结果如附录B表B1 所示。由N-1 安全校验结果可知，考虑电网载荷均衡度，但不考虑动态N-1 故障约束的防灾经济调度模型得到的调度方案满足恶劣天气影响下线路N-1 安全约束，而仅考虑经济成本及线路常态下安全约束的经济调度模型所得调度方案，在线路28 故障的情况下，剩余在线线路24 的负载率为1.13，发生线路潮流越限。根据所提N-1 校验及添加方法，将线路28 和线路24 组成有害故障对约束添加至仅考虑经济成本及线路常态下安全约束的经济调度模型中，得到方案同样进行N-1 安全再校验再添加循环，最后得到满足N-1 安全约束的调度方案。仅考虑经济成本及线路常态下安全约束的经济调度模型经过2 次循环就可得到满足N-1安全约束的经济调度模型，证明了所提N-1 校验及添加方法的有效和快速性。

设IEEE RTS-79 系统9 至12 号母线位置为台风中心点，经、纬度分别为111.83oE，21.58oN。台风相关参数如下所示［18］：台风影响区域半径Rwind=250 km；衰减系数σ1=0.006 4Rwind；衰减系数σ2=0.002 2Rwind；风速系数A1=50 m/s；风速系数A2=38 m/s；停运率模型系数分别为11 和-8；线路设计风速Vd=30 m/s。将输电线路坐标选择为线路中点，各线路的详细坐标及与风向夹角如附录B 表B3所示。

图3 为可靠性评估模型得到的各调度策略下电力系统的停电规模分布曲线。从图中可以看到，单纯的N-1 安全约束并不能保证系统在恶劣天气条件下的运行可靠性。考虑N-1 安全约束的传统经济调度所得出力下停电分布与传统仅考虑经济成本及线路常态下安全约束的经济调度模型所得结果几乎没有差别。系统的最大失负荷比例可达25%，失负荷比大于10%的停电概率大于0.1。相反，考虑电网载荷均衡度，但不考虑动态N-1 故障约束的防灾经济调度模型和考虑电网载荷均衡程度及N-1 安全约束的防灾经济调度模型所得调度策略的停电分布比仅考虑经济成本及线路常态下安全约束的经济调度模型和考虑N-1 安全约束的传统经济调度好很多，最大停电规模仅为10%左右，在恶劣天气条件下同样失负荷比例故障场景下的停电概率，大大降低。表2 为仿真结果具体数据分析结果。

图3 停电规模分布对比Fig.3 Comparison of blackout-scale distribution

表2 不同调度模型下的可靠性评估指标Table 2 Reliability evaluation indexes of different dispatch models模型SCED PFDSCED平均失负荷/MW 80.47 22.96台风引发的故障场景数986 985过负荷及隐性故障场景数340 230平均过负荷及隐性故障线路数3.12 1.66

从表2 可以看出，不同调度策略可靠性评估结果中的外部天气引发的初始故障场景数几乎是一样的，与调度策略没有关系，这保证了可靠性评估的公平性，但是后续的过负荷及隐性故障场景与调度策略有关。相比于考虑N-1 安全约束的传统经济调度模型，考虑电网载荷均衡度及N-1 安全约束的防灾经济调度模型的过负荷及隐性故障场景数明显减少，每种场景下的平均过负荷及隐性故障线路数仅为1.66 条。这说明，考虑电网载荷均衡度及N-1 安全约束的防灾经济调度模型通过降低恶劣天气影响区域线路的负载率及改善电网整体载荷均衡度，使得系统后续过负荷及隐性故障概率降低，从而可降低系统连锁故障大停电的可能性，进而提高了恶劣天气条件下的运行可靠性。

5 结语

本文针对恶劣天气对电网安全运行的影响，提出了一种恶劣天气条件下考虑电网载荷均衡度的防灾经济调度模型，以及一种基于支路开断分布因子的输电线路N-1 安全约束快速动态校验及添加方法。为评估系统调度策略的可靠性，提出了一种台风天气条件下电力系统调度策略的可靠性评估方法。仿真结果表明，所提的防灾经济调度方法能够有效地降低恶劣天气影响区域线路负载率及全网潮流差异，并有效改善恶劣天气条件下的系统停电规模分布，提高系统运行安全性及可靠性，对于提高电力系统的防灾减灾运行能力具有重要意义。

本文的研究采用直流潮流模型，未考虑无功及电压安全约束等因素。下一步将基于交流潮流模型，建立考虑电网节点电压安全约束的防灾经济调度模型。恶劣天气条件下，考虑输电设备的共因故障及多重故障的防灾安全调度也是本文未来进一步研究的内容。

文章来源：《自然灾害学报》 网址: http://www.zrzhxb.cn/qikandaodu/2021/0326/972.html