检修方式下地区电网运行风险评估及对策研究_秦焕鑫.doc

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1、 Operation Risk Assessment and counter-measures Research of Regional Power Grid in Maintenance State A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate： Qin Huanxin Supervisor： Associate Prof. Liao Zhiwei South China University of Technology Guangzhou, China 分类号 ： TM744 学号： 201120110314 学校代

2、号： 10561 华南理工大学硕士学位论文 检修方式下地区电网运行风险评估及对策研究 作者姓名：秦焕鑫 指导教师姓名、职称：廖志伟副教授 申请学位级别：工学硕士 学科专业名称：电力系统及其自动化 研宄 方向：电力系统分析运行与控制 论文提交日期： 2014 年 4 月 22 曰 论文答辩日期： 2014 年 6 月 4 日 学位授予单位：华南理工大学 答辩委员会成员： +席：夏成军 学位授予日期： 年月日 委员： 吴东升、牛海清、武志刚、廖志伟 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论

3、文不包含任何其他个 人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和 集 体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， S 卩：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅 （ 除在保密期内的保密论文外 ）；学 校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、 汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 本学位论文属于： 保密，在 _ 年解密后适用本

4、授权书。 囟 不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的 单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊 (光盘版 )电子杂志社全文出 版和编入 CNKI中国知识资源总库，传播学位论文的全部或部分内容。 (请在以上相应方框内打 “ V ” ） 学位论文版权使用授权书 作者签名： 摘要 电力设备检修是供电企业日常运行的重要工作 ，检修期间电网的设备冗余度明显下 降，致使电网运行风险增加，给系统的安全稳定和可靠供电带来更严峻挑战。因此，研宄 检修方式下的地区电网运行风险评估方法，客观准确地识别设备检修对系统运行风险的影 响，在此基础上为制定风险应对策略降低系统在检修期间的运行风险，具

5、有重要的意义。 在此前提下，本文作了如下工作： 针对地区电网和检修方式的风险特征，首先定义相应的运行风险指标体系，分系统、 区域两个层面以及节点失压和支路过载两个维度描述系统的风险。然后介绍检修方式下地 区电网运行风险评估方法。采用状态枚举法实现系统状态 选择，然后进行计及天气因素和 设备负载率因素的故障概率值计算。风险后果严重程度值计算综合采用孤岛检测失压分 析、备自投装置动作分析、潮流计算和基于灵敏度分析的 N-1 断线潮流计算等方法，使风 险评估结果更高效准确。在综合概率值和风险后果的基础上实现检修方式下系统的风险评 估。为提高评估效率，采用检修影响区域定位缩小故障集从而减小系统状态空间

6、和计算规 模。 对地区电网进行检修方式下的运行风险评估旨在更好的认识系统存在的风险，同时分 析其风险变化产生的原因，掌握设备检修对系统风险影响的规律，从而为系统运行人员采 取控制措施应对风险变化提供决策支持。文中采用基于风险分析的负荷转供方案优选和考 虑负荷转供的设备过载风险控制策略两个手段应对检修方式下系统的风险变化。 开发了相应的适应地区电网的运行风险评估和决策辅助系统，并投入电网实际运行， 能够实现检修方式下电网运行风险的高效准确评估，生成相应的风险控制策略，为调度运 行人员提供可靠决策参考。 关键词：风险评估；检修方式；地区电网；风险应对策略；负荷转供； I Abstract Elec

7、trical equipment maintenance is an important work for the daily operation of the power supply enterprise. The redundancy of the electrical equipment decreases during the maintenance, which leads to increasing the operational risk of the power grid and making the safety and reliability of power syste

8、m confront more challenge. The research on the approach for operational risk assessment of original power grid during maintenance is not only helpful for accurately indentifying the influence of the equipment maintenance but also meaningful to develop countermeasures so as to reduce the operational

9、risk of power grid. Achieving the targets some work has done as fellow: An operational risk index system of regional power grid was defined according to the risk characteristics of the original power grid in state of maintenance. From the view of bus voltage-loss and branch overload, this risk index

10、 consist of system index and area index. The method for operational risk assessment of original power grid during maintenance was presented. Contingency enumeration method is employed to determine the system fault state , then the fault probability taking weather factor and load rate factor into acc

11、ount was calculated. The approach of calculating the severity of risk used various analysis method, such as islanding detection base on topology analysis, the action analysis of busbar automatic transfer switch(BATS) , the load flow calculation method, sensitivity analysis of N-l outage power flow c

12、alculation method, which make the risk assessment results more efficient and accurate. The assessment of operational risk assessment of original power grid during maintenance achieved after the calculation of probability and severity has finished. The fault sets are reduced by locating the area infl

13、uenced by maintenance so as to reduce system state and computing scale, which could improve the efficiency of assessment. To identify the risk of system and find out the reason, the risk of original power grid during maintenance should be assessed. The assessment result will be applied to grasp the

14、law of the effect of the maintenance, which can help the operator to take some control measures to deal with the risk. So comparison method of load transfer schemes based on risk analysis was described and the control measures of eliminating equipment overloading were proposed , they will provide de

15、cision support to reduce the risk. Finally, a risk assessment and decision support system has been developed, applied to original power grid. The system can show accurate assessment result and the control measures efficiently, so as to provide reliable decision supports for the operator. Key words:

16、risk assessment; maintenance state; original power grid; risks countermeasures; load transfer; in 目录 . I Abstract . II 录 . IV 胃一胃職 . 1 l.i 选题背景和研宄意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 2 1.3 本文的主要内容和工作 . 4 第二章电力系统运行风险评估 . 6 2.1 风险概述 . 6 2.2 运行风险指标体系 . 7 2.3 电力系统风险评估 . 9 2.3.1 停运模型 . 9 2.3.2 状态选择 . 11 2.3.3 状态分析 . 12

17、2.4 本章小结 . 13 第三章检修方式下地区电网运行风险评估与分析 . 15 3.1 地区电网的特点及检修方式下运行风险评估的必要性 . 15 IV 4.3 考虑负荷转供的设备过载风险控制策略 . 37 4.3.1 设备过载裕度计算 . 37 4.3.2 风险控制措施的消除设备过载能力描述 . 38 4.3.3 风险控制措施决策 . 38 4.4 检修方式下的电网运行风险评估决策辅助系统软件实现 . 40 4.4.1 系统架构 . 40 4.4.2 系统模块组成 . 41 4.5 本章小结 . 42 第五章检修方式下地区电网风险评估实例分析 . 44 5.1 地区电网概况 . 44 5.2

18、 检修方式下地区电网运行风险评估结果分析 . 45 5.2.1 正常方式与设备检修运行风险评估结果对比分析 . 45 5.2.2 多设备检修运行风险相互影响分析 . 52 5.3 基于风险分析的负荷转供方案优选实例 . 53 5.4 设备过载风险控制实例 . 57 5.5 本章小结 . 59 V 第一章绪论 第一章绪论 1.1 选题背景和研究意义 当前，随着电力建设的不断推进，电网规模和网架日趋复杂，系统运行本身具有 的不确定性始终存在，系统的安全稳定运行和持续供电面临前所未有的挑战。近年来 全世界范围内电 网事故频频发生，给经济和生活造成的极大的影响，充分暴露了电网 运行的安全问题 3。为应

19、对这些问题和挑战，迫切需要相关的电力系统运行评估手段 进行准确的风险识别，辅助电力系统运行人员采取相应的风险控制措施，确保电网的 安全稳定运行。电力系统运行风险综合描述了系统失效事件的可能性和相应的后果严 重程度，能较好反映系统设备随机故障和负荷等不确定性行为的概率特征和造成的损 失。 电力系统运行风险评估方法自上世纪 90 年代被提出以来 W， 迅速成为电网安全运 行研宄领域的热点课题。风险评估利用概率和后果的综合表征了系统的 风险指标，克 服了传统的确定性评估偏保守的弱点，有效的分析体统的安全级别，并且识别系统的 安全薄弱点，为系统的安全运行提供决策支持。 地区电网是大电网和地方用户连接纽

20、带，其安全稳定对系统的供电可靠性有直接 影响，由于当前我国电网发展建设滞后于社会用电增长，地区电网的架构相对薄弱， 在高峰负荷期间设备常出现过载，系统面临较大的运行风险。与此同时电力设备检修 是供电企业日常运行的重要工作，检修期间电网的设备冗余度明显下降，致使电网运 行风险增加，给系统的带来更严峻挑战。因此，研宄检修方式下的地区电网运行风险 评 估方法，客观准确地识别设备检修对系统运行风险的影响，在此基础上为制定应对 策略降低系统在检修期间的运行风险，具有重要的意义。主要体现在以下方面： (1) 风险识别层面：检修方式下的地区电网，其电网设备的冗余度必定下降，而 全接线方式下的 N-1 故障模

21、式，在检修方式下变为 N-2 甚至 N-3 的问题，带给电网的 影响将会很大。而常规的风险评估只计及 N-1 和部分 N-2 的故障假设，忽略了发生概 率较小的 N-2 和 N-3 故障模式的影响，在检修方式下这些事件发生的可能性显然增加 了，因此必须考虑在检修状态下发生的这些严重的安全 事件的影响。其次，研宄设备 1 华南理工大学硕士学位论文 检修引起的系统风险变化情况，分析其产生原因和规律，可以识别电网检修期间的薄 弱环节。 (2) 风险控制层面：对系统运行风险影响较大的设备检修往往需要采用负荷转供 和有功调整等措施进行风险控制，传统的方法的都是根据运行方式编制人员的人工经 验进行，显然缺

22、乏量化依据。采用基于风险分析的负荷转供方案优选和考虑负荷转供 的设备过载风险控制策略，通过对可行的运行方式调整方案的风险评估和优选，可以 为调度人员应对 检修风险变化提供辅助决策。 然而，面向检修方式的地区电网运行评估相关研究还比较少，迫切需要对检修方 式下的电网运行风险变化的量化展开研宄。因此本文根据地区电网的拓扑结构和检修 方式下的风险特征，在常规风险评估的基础上，发展检修方式下的运行风险评估方法 , 在此基础上研究相应的应对策略，为系统风险控制提供决策支持。 1.2 国内外研究现状 电力系统的安全评估主要分两大类：确定性评估方法和概率风险方法。 电力系统早期的可靠性评估多采用确定性的方法

23、和准则，其评估过程首先根据系 统工 况找出较为严重的故障集，然后采用 N-1 准则，即考虑当系统中有 N 个组件，任 何一个组件故障退出运行时，系统能否正常供电对系统进行安全性校验，不允许系统 因停电而削减电力和电能量的供应。确定性评估方法优点是概念性清楚，便于操作， 因此长期得到应用，但是它存在的弊端是显而易见的，忽视了电力系统扰动行为和系 统参数存在的概率属性，而且只重视后果最严重的事故，这些事故发生的概率可能很 小，因此评估结果往往偏保守。 上世纪 90 年代，风险评估引入电力系统的安全评估。 它建立了标准系统风险 的指标，计及概率和后果的综合 影响，既考虑了实效时间发生的可能性，同时要

24、量化 这些事件的后果严重程度，从而比较客观的反映了电力系统发生故障的概率和严重性。 经过多年的发展，在评估的模型和算法都取得了一定的成果。 在风险评估模型研究方面，主要集中在组件停运模型和故障概率计算。文献 6采 用阶梯函数模拟老化故障率，该停运模型可以反映时间和检修对组件老化故障率的影 响。与传统的模型相比，模型的精度较高，适应性更强。文献 7研宄了计及天气预测 2 第一章绪论 的可靠性评估模型，通过基于支持向 量的天气预测模型，反映了气温、风速、天气状 况、组件服役时间和负荷水平对组件故障率的影响。文献 8-9则主要分析了电气量变 化对组件的停运率的影响，但缺乏对天气等其他因素的考虑。文献

25、 10引入了瞬时状 态概率概念，指出组件的故障率和修复率的时变特性，并退出组件故障率随时间变化 的表达式，但是模型的实用性不强。文献 11利用未来的天气预报对未来的天气数据 进行预测，结合线路的负载率对线路的发热量进行预测。文献 12分析了包括潮流、 频率等实时运行条件对组件停运率的影响，建立了基于实时运行条件的风险评估 模型。 通过相关结果的分析得出系统的实时运行条件对系统的可靠性有着显着的影响。在较 多的面向规划可靠性的评估中，多使用历史统计数据，对于运行评估来说不能直接使 用历史统计数据代替，文献 13研宄了在缺乏历史统计数据的情况下，通过把故障率 作为模糊变量，利用人工经验提供隶属度函

26、数，为电力系统运行风险的评估提供解决 缺乏历史统计数据支撑的问题的方法。以上组件停运模型的建立和创新，对完善风险 评估方法有很大的帮助，使评估结果更加符合电力系统运行实际，但是大部分的模型 比较复杂，实用性不强，也一定程度上影响其在实 际风险评估中的应用。 在风险评估分析方法主要集中在风险建模和评估算法研宄上，并己经取得很多有 价值的成果。文献 14-16将可信性理论引入电力系统运行风险评估中，提出了基于可 行度理论的风险评估算法，全面介绍了可信性理论在电力系统运行风险评估中的应用。 文献 17采用蒙特卡洛仿真模型和算法进行发输电组合系统可靠性评估，实现对故障 相关性、节点负荷间相关性和不确定

27、性、电气设备动作顺序和逻辑关系方面的蒙特卡 洛模拟。文献 18在进行大电力系统可靠性评估问题中，采用状态采样法和系统状态 转移采样法进行蒙特卡 洛仿真，根据 2 种采样方法的不同需要采用了不同的伪随机数 生成方式， 2种蒙特卡洛仿真方法均得到较高的加速效率。关于蒙特卡洛仿真方法， 国内外还有很多研究，详见文献 19-22。文献 23采用状态枚举法模拟和分析城市电 网的不同运行状态，从风险源发生的概率和后果两方面对城市电网的风险水平进行评 估，充分考虑了城市电网结构的复杂性、负荷变化的随机性和重要用户的分布等因素。 文献 24提出在线风险评估的方法，运用枚举法求取风险指标，实现对当前和预测运 行

28、状态进行安全评估。文献 25采用状态枚举法进行可靠性评 估，提出计及多状态的 组件模型的快速排序技术按照概率从大到小选择系统状态，克服了使用截止故障重数 3 华南理工大学硕士学位论文 进行故障状态筛选容易忽略大概率高重事件的缺点。采用状态枚举具有物理概念清楚、 评估精度较高的优点，且可以实现对特定故障状态的风险评估，在实际中应用广泛。 文献26提出一种最优的抽样和选择性解析的混合算法。算法是在传统 Monte Carlo 法 的基础上，增加小样本预抽样计算，以获得最优抽样密度函数与各变量的投影方差，提 高抽样计算 和解析计算的效率 ,降低计算方差，加快可靠性评估的速度。 针对地区电网的风险评估

29、也取得一些应用方面的突破，文献 27针对地区电网实 际，充分考虑继电保护、备自投装作、切负荷操作对电网运行风险影响，在此基础上 提出了计及电网变化过程的地区电网运行风险评估方法，在实际应用中证明其方法的 实用性和可操作性。文献 28基于模糊理论对城市电网风险发生的可能性、损失程度 和综合评价进行量化，给出了规划、建设、运行等不同阶段的风险的评分，总结出各 阶段关注的关键风险，为城市电网规避风险提供决策基础。 在风险控制决策方面 ，文献 29将风险评估理论应用于电网运行方式的优化比选， 综合电网故障发生的概率和故障后果，对不同运行方式下的电网运行风险进行综合评 价，利用风险信息确定电网的薄弱环节

30、指导电网运行规划。文献 30-31以检修费用最 低为目标函数实现检修策略优化，通过对目标函数求解，来帮助运行人员更好的安排 设备检修计划。文献 32介绍几种考虑安全约束、风险约束、风险值为目标的最优潮 流模型，风险值为目标的最优潮流模型把系统风险值最小作为优化的目标，最终得到 既降低系统风险，又符合经济性要求的优化控制策略。 国内外的电 力系统的运行风险评估方法己经取得很多成果，针对地区电网的运行 风险评估也在实际中得到应用。然而，系统经常会处于检修方式下，迫切需要对面向 检修状态的地区电网在运行方式变更时的系统运行风险的量化评估方法展开研宄，但 此类评估方法的系统研究及实用化成果还比较少见。

31、 1.3 本文的主要内容和工作 检修方式下的地区电网具有不同于正常方式下的运行风险特征，同时检修方式和 正常方式下的风险评估的目的略有不同。在常规的地区电网运行风险评估方法基础上 研宄面向检修方式的运行风险评估方法，通 过两种方式的地区电网运行风险对比分析， 探宄检修风险的产生规律，在此基础上制定风险应对策略降低系统在检修期间的运行 4 第一章绪论 风险。本文围绕以上目标，结合地区电网的运行实际，对检修方式下的地区电网运行 风险评估和风险控制策略进行了研宄，主要完成了以下工作： 1) 研究建立适用检修方式下地区电网运行风险的指标体系。根据检修方式下地 区电网运行实际，从系统、区域两个层级和节点

32、失压负荷损失和支路潮流过载两个维 度衡量系统的运行风险。 2) 研究检修方式下地区 电网运行风险评估的方法流程。首先，建立计及天气和 实时运行条件的组件故障率计算模型和相应组件停运模型。其次状态枚举法进行系统 的状态选择并进行故障概率值计算。然后对每种系统状态进行综合采用孤岛检测失压 分析、备自投装置动作分析、潮流计算和基于灵敏度分析的 N-1 断线潮流计算等方法 的后果严重程度计算，最后获得综合了概率和后果严重程度的风险指标。在此基础上 实现检修方式下的地区电网运行风险评估，分析其风险变化产生的原因，掌握设备检 修对系统风险影响的规律，从而为系统运行人员采取控制措施奠定基础。为提高评估 效率

33、 ，采用检修影响区域定位缩小故障集从而减小系统状态空间和计算规模。 3) 对系统运行风险影响较大的设备检修任务，往往需要采取相应的应对策略控 制系统风险。负荷转供是检修期间应对运行风险变化的重要手段，采用基于风险分析 的负荷转供方案优选，可以实现负荷转供方案的自动生成和风险对比，进而为运行人 员提供风险值较低的负荷转供方案。检修方式下容易出现威胁系统安全的过载问题， 需要提前编制事故预案作为故障发生时的紧急校正措施。按照负荷转供、发电机调整、 削减负荷的优先级和消除过载综合能力的比较，对不同的措施进行排序。根 据系统各 过载情况选择排名较高的措施进行组合，从而生成消除系统过载方案。 4) 开发

34、了相应的适应地区电网运行风险评估和决策辅助系统，并投入电网实际 运行，能够实现检修方式下电网运行风险的高效准确评估，生成相应的风险控制策略 , 为调度运行人员提供可靠决策参考。 5 华南理工大学硕士学位论文 第二章电力系统运行风险评估 风险评估在工程和经济等领域己经有了大量的应用，在面对各种风险事件时，需 要对事件的影响和损失进行量化评价，这 些工作通常被称为风险评估。本章首先进行 风险的概述，其次明确定义能够综合系统故障概率和后果严重程度的运行风险指标。 最后介绍电力系统风险评估中组件的停运模型建立、系统状态选择和概率计算、状态 分析和风险指标计算等步骤。 2.1 风险概述 风险概念是人们生

35、活中的高频词汇，其基本核心含义是未来结果的不确定性或损 失，或者进一步引申为个人和群里在未来遇到伤害的可能性以及对这种可能性的判断 与认知。在风险概念应用广泛的经济领域，将风险解释为发生损失或失败的可能性。 上世纪 90 年代， 风险概念开始应用于电力系统研宄中，电力系统风险和可靠性含 义相近，更高的风险意味着更低的可靠性。电力系统风险产生的根源在于系统中行为 的概率特性，由于系统中存在着发电机、输电线路、变压器、母线和开关设备等大量 设备，其设备的随机故障往往超出人为控制，与此同时负荷行为也充满不确定性，以 上因素造成的后果可能导致局部甚至是大面积的停电。因此，电力系统风险指的是系 统安全的

36、不确定性，即可能影响电网运行安全的因素、事件或状态发生的可能性及危 害的组合。 电力系统运行风险是与电力系统可靠性虽然含义相近，主要区别是风险 概念一般 对应运行范畴，而可靠性对应规划范畴。因此电力系统运行风险评估中采用的组件故 障率相比可靠性规划略有不同，应该采用变量模拟。同时计算时间跨度也是不一样， 风险评估一般是几小时或者几天，而可靠性评估最长可能达几年。两者归根到底目的 也是不同，前者为调度部门服务，后者一般是供规划部门作决策参考。 地区电网是电力系统重要组成部分，是连接大电网和用户的桥梁，对用户的供电 有直接的影响。地区电网一般以 500kV 枢纽变电站为中心，将 220kV 等级的

37、电网环 网运行，110kV 电压等级高压配电网辐射型向用户供电。与 大电网相比，地区电网由 于结构相对薄弱，同时负荷高峰时设备常出现过载现象，节点失压和设备过载是系统 6 第二章电力系统运行风险评估 面临的停电风险源，因此地区电网风险关注点是因节点失压和设备过载引起的负荷损 失及其发生概率的综合作用。 一般来说，地区电网的运行风险可根据运行状态不同分为两大类：一、正常方式 存在的风险；二、电网试验、系统检修和设备异常等非正常方式或特定情况下一定时 期存在的风险。风险评估是在危害辨识的基础之上，通过分析各种风险因素的概率属 性 ，进而对系统的安全供电的影响程度进行量化确定风险值的过程。正常方式下

38、的风 险评估其主要目的是识别电网的运行薄弱环节，为电网的风险控制提供依据，而检修 方式下的风险评估则是识别不同检修任务给系统带来的风险变化，通过分析其风险变 化产生原因和规律，为运行方式人员制定风险应对策略降低系统在检修期提供决策辅 助参考。 2.2 运行风险指标体系 电网结构复杂多变，运行风险指标的定义必须能够全面客观反映电网存在的安全 水平。风险指标可能有很多，但要深刻反映电网的安全问题，必须充分挖掘指 标之间 内在关系，从而形成指标体系。只有从风险根源和影响范围出发，分别从不同维度和 层面来设计指标体系，才能客观反映电网风险水平，方便运行风险人员了解电网运行 状况并采取相应应对策略，因此

39、在建立指标体系时必须考虑以下原则 33-34: (3) 系统性。能系统反映电网实际安全问题； (4) 科学性。指标设置全面而不存在冗余； (5) 针对性。指标充分考虑检修方式下地区电网实际的风险特征； (6) 便于操作与实现； (7) 先进性。指标做到理论结合实际，能指导风险控制。 针对检修方式下的电网风险评估实际以及地 区电网运行人员关注点的不同，需要 考虑以下问题： 1) 地区电网一般由 500kV电网供电，地方电厂在总装机容量较小的情况下， 地区电网的暂态安全问题不突出，因此一般不考虑暂态安全指标； 2) 地区电网的运行人员最为关注的是因为节点失压和支路过载导致的负荷损 失，因此要重点关

40、注这两个指标 ; 7 华南理工大学硕士学位论文 1) 针对检修方式下的地区电网 ，由于地区电网分区供电，检修任务对各个分区 的影响各不相同，不同的运行方式调整方案引起的区域风险值和系统总风险的风险值 变化对于指导运行风险控制的决策有重要作用。 基于以上几点的考虑，本文选择的运行风险指标体系如下： 式中 A 表示引起系统失压的运行状态， n 表示引起系统失压的状态总数； PrU)表 示引起系统失压的电网运行状态 发生的概率；表示的是电网状态 对应下的 系 统后果严重程度，一般是失压导致的负荷直接损失； X.表示引起系统发生过载的状态， /表示引起系统过载的状态总数； Pr(x)表示系统发生过载的

41、电网状态 y,出现的概率； SWU)表示的是电网状态对应下的系统后果严重程度，是设备负载超过其额定容量 的引起的负荷削减。 综合了失压风险和过载风险的指标，即可获得系统的综合运行风险： 8 图 2-1 检修方式下地区电网运行风险指标体系 Fig.2-1 Operation Risk Index of Regional Power Grid in Maintenance State 根据运行风险的可叠加行，将以上两种风险，即失压风险和过载风险相加可得到 各个不同层级的风险值，其表达式如下所示： 式中和 9 和表示的是失压风险和过载风险对应的风险比重，根据系统人员的关 注点和 侧重点的不同，结合专

42、家经验获得取值。本文从简化的角度，取 = 9 = 1。 第二章电力系统运行风险评估 其中， 和 m分别表示某区域 Am 内发生失压的状态数和发生过载的状态数。 2.3 电力系统风险评估 电力系统运行风险评估主要包括下面四个步骤 35: 1) 确定组件的停运模型 2) 选择系统状态和概率计算 3) 状态分析计算后果严重程度 4) 计算风险指标 2.3.1 停运模型 电力系统由发电机、输电线路、电力变压器、母线、开关设备和各种无功补偿设 备组成，系统故障是由组件停运引起的，因此电力系统评估首先必须确定组件的停运 模型。组件停运主要可分为两大类：独立停运和相关停运。 独立停运可应用于模拟输电线路、变

43、压器电容器和电抗器的故障，独立停运可以 采用 “ 运行 -停运 -运行 ” 二态进行模拟，各个组件的运行状态相互独立，不受其他组 件状态的影响。图 2-2 和图 2-3 为两态模型组件循环过程和状态转移图 状态 A 运行 Fig. 2-2 Equipment Operation and Outage Process 9 为了便于比较各个供电区域在检修方式下的风险变化，本文在系统级层面指标的 基础上作了相应细化，区域层风险指标与系统的指标定义基本一致，只是在状态集合 上有差异。其定义如下： 华南理工大学硕士学位论文 图 2-3 状态转移图 式中式中， /1 为失效率，单位为（失效次数 /年 ） ； /为修复率，单位为 (修复次数 /年 ）； MTTR 为平均修复时间，单位为小时； MTTF 为失效前平均时 间，单位为小时； /为平均失效频率，单位为（失效次数 /年）。公式中的参数根据年 故障历史统计数据获得，短期风险评估可在相关参数基础上进行修正，下一章节将就 此进行讨论。 独立停运又可细分为单一停运和多重停运。多重独立停运事件是独立停运的一种 情况，是指两个以上的组件同时停运 ，但是其停运是相互独立的。在涉及多重独立停 运时，可使用并集表示。 相关停运包括了共因停运、电站相关停运、组件组停运、连锁停运以及环境相依 失效，结合本文内容，这