随机故障场景下电压暂降的综合评估及其抑制方法研究

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短路故障所致的电压暂降可对供电可靠性和用户用电质量产生严重威胁。由于电网短路故障的发生具有随机性,依据电网结构和经济性两方面,准确进行故障场景下的电压暂降评估,进而采取治理措施降低电压暂降的危害,将有效提高供电可靠性和用户的用电质量。本文针对故障引起的电压暂降的评估和抑制展开研究,主要研究工作有:(1)采用蒙特-卡洛随机预估方法生成故障场景,评估电气节点的电压暂降严重程度和经济损失。(1)在严重程度评估方面,设计了兼顾多特征参数,并综合考虑样本数据偏态性与事件分类的节点平均电压暂降影响度指标,与电压暂降频度共同构建系统侧指标集,再选取节点综合故障率为用户侧指标,进而形成综合评估指标集,通过综合评价手段实现电压暂降薄弱节点的甄别。(2)在经济性评估方面,通过用户节点的电压暂降频次、严重程度和设备敏感性等多重特征估计敏感负荷节点的电压暂降直接经济损失;通过节点电压偏移值计算节点的电压暂降潜在经济损失。通过经济损失量化可从用户侧角度综合、直观地反映电压暂降的严重程度,物理意义明确。(2)考虑治理设备的配合效应,从电网规划层面提出缓减电压暂降经济损失的综合治理方法。选取多种供电防护类设备和补偿类设备配合参与治理,采用蒙特-卡洛随机模拟生成故障场景,兼顾治理设备的经济投资和治理效果展开双目标帕累托优化确定治理设备的类别、选址及定容规划。为进一步探讨电网和用户的投资问题,对电压暂降增值服务的定价问题展开探讨,构建用户侧和电网侧的增值服务定价满意度模型,以双方满意度最高为目标优化电压暂降增值服务的价格,以期改善营商环境。(3)考虑配电网拓扑的灵活特征,从电网运行方面研究缓减电压暂降经济损失的配电网运行方式优化策略。以降低暂降经济损失为目标,以配网拓扑特征等为约束对配电网的开关状态进行优化,在IEEE16节点系统和18节点系统算例说明运行方式优化可实现经济降损。然后,依循电压暂降传播机理,制定电压暂降的结构性评估体系,并以IEEE16节点系统若干可行拓扑为例展开分析,结果反映节点电压暂降水平确受电网结构属性的影响,且所定的结构性评估体系具有合理性;最后,总结对比了结构性指标和经济损失指标对暂降水平受电网结构属性影响的刻画能力,以期为电压暂降低成本治理提供方法。综观全文,本文的研究工作可为电压暂降在严重程度和经济损失的综合评估和电压暂降的治理方法提供参考。
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