【摘 要】
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配电网是电力系统中与用户直接相连的环节,其供电可靠性水平对于用户用电的安全性及稳定性将产生直接影响。配电网调度是保障配电网安全、稳定运行的重要环节。目前,配电网调度人员在进行调度决策时,主要以负荷削减量、网络损耗及开关动作次数为主要评判依据,而忽略了调度过程中的风险因素。配电设备是配电网的重要组成部分,当设备自身状态老化或受到运行条件及环境条件影响而发生故障时,将导致配电网调度失败。为了综合考虑配
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配电网是电力系统中与用户直接相连的环节,其供电可靠性水平对于用户用电的安全性及稳定性将产生直接影响。配电网调度是保障配电网安全、稳定运行的重要环节。目前,配电网调度人员在进行调度决策时,主要以负荷削减量、网络损耗及开关动作次数为主要评判依据,而忽略了调度过程中的风险因素。配电设备是配电网的重要组成部分,当设备自身状态老化或受到运行条件及环境条件影响而发生故障时,将导致配电网调度失败。为了综合考虑配电网调度过程中的风险因素,提高配电网调度决策的有效性,本文首先提出了一种考虑设备风险的配电网调度综合风险评估方法,进而将配电网调度综合风险与常用的配电网调度数学模型相结合,最后以考虑综合风险的配电网调度数学模型为基础,利用改进和声搜索算法对进行调度决策。本文首先对风险理论及风险评估方法进行了分析研究,将配电网的主要设备分为操作设备及静止设备两类,结合风险理论,将配电网调度结果分为调度成功、调度失败及间接调度失败三类,对配电网调度风险来源进行了分析,为配电网调度综合风险评估奠定基础。其次,基于配电设备状态评价结果,结合运行条件及环境条件计算设备的实时故障率;基于效用函数,提出了设备故障的负荷风险及电压风险评价指标。在此基础上确定了配电网调度操作风险及设备风险,进而将二者相结合,得到配电网调度综合风险。采用IEEE 16节点测试系统对配电网调度综合风险评估方法进行了验证,结果表明当静止设备状态良好时,间接调度失败的风险较小,可依据现有调度决策方法进行决策;当调度方案所涉及的静止设备集中存在因老化、过载或环境影响而导致故障率较高的设备时,该调度方案的设备风险较大,导致综合风险显著增大,此时应综合考虑设备风险对调度结果的影响,推荐使用综合风险较小的方案进行调度。随后,分析研究了常用的配电网调度目标函数及约束条件,针对其存在的不足,提出了一种考虑综合风险的配电网调度数学模型。将配电网调度操作风险及设备风险与常用的调度目标函数相结合,并增加了开关动作约束。采用序关系分析法确定目标函数中各项指标的权重系数,以反映调度决策过程中的侧重点。利用某地区实际配电系统对该数学模型进行了验证,结果表明常用的配电网调度数学模型无法反映出调度过程中潜在的设备故障,而考虑综合风险的配电网调度数学模型能够真实反映出设备因老化、过载或环境影响导致故障率提高,从而对调度方案可行性产生影响。最后,研究了和声搜索算法,并以考虑综合风险的配电网调度数学模型为基础,利用罚函数将目标函数与约束条件相结合,同时对和声搜索算法的各项参数进行修正,得到基于改进和声搜索算法的配电网调度决策方法。采用IEEE 33节点测试系统对该方法进行了验证,结果表明该方法能够准确获取相应数学模型下的最优调度方案,具有较快的收敛速度。通过对不同目标函数下的寻优结果进行对比可知,当静止设备集中存在故障率较高的设备时,常用的配电网调度目标函数无法反映出调度方案潜在的风险;而在考虑综合风险的目标函数下,最优调度方案产生了变化,且不考虑风险与考虑综合风险的最优调度方案对应的目标函数值分别为0.1686及0.1045,表明本文提出的调度模型能够充分反映设备风险对于调度方案有效性的影响。本文提出的配电网调度综合风险评估方法能够综合反映调度过程中操作设备及静止设备故障所引入的风险。在进行调度决策的过程中,采用本文所提出的考虑综合风险的调度模型,综合考虑调度过程中的操作风险及设备风险,有利于全面、客观地对调度方案进行评价,对调度方案的潜在风险作出警示,辅助调度操作人员进行调度决策,以规避因设备故障而导致的调度失败。
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