在电力系统中的应用王英1，谈定中2，王小英2，张炎平1，唐国庆1（1．东南大学电气工程系，江苏省南京市210096；
2．江苏省电力公司调度中心，江苏省南京市210024）
介绍了基于风险的安全性评估方法的基本原理以及如何获取线路发生故障的概率和故障导致暂态失稳的概率，还介绍了暂态失稳的后果模型，并在此基础上建立一完整的风险指标。暂态稳定性风险评估能够为安全性和经济性之间提供联系，为更准确地分析电力系统提供了方便。最后结合阳城电厂向江苏电网送电的实例，说明了该方法在江苏电网中的应用。
关键词：暂态稳定性；风险评估；概率；电力系统
1引言
近几年来，江苏电网的负荷有了较大增长，江苏电网的整体发电能力也有了很大提高。由于苏北地区电源较集中，尤其在2000年山西阳城电厂并网发电向江苏送电以后，使江苏电网的暂态稳定性更为突出，加大了北电南送的压力。
笔者试图以实际的江苏电网为例，研究在电力市场环境下，从暂态稳定性风险评估的角度，对江苏电网的安全性并兼顾经济性进行分析，探讨适当提高现有线路的潮流输送限额的可行性。
传统的定性的安全性评估方法是通过按照“最严重事故决策标准”来获得某一特定状态下的系统安全运行极限。但此方法已不再满足现在电网安全运行的要求，希望能够定量知道电力系统运行状态到不安全状态的可能性。另外，在电力市场的大环境下，经济性已被放到十分重要的位置。因此将安全性和经济性综合考虑已成为目前电力系统的一热点。本文在对一简单系统计算分析的基础上，应用基于风险的暂态稳定性安全评估方法，对江苏电网进行了计算分析。
2基于风险的安全性评估方法的基本原理
决定安全等级的因素主要有两个：事故的可能性和严重性。在电力系统安全性分析中，为了定量地衡量这两个因素，将风险定义为：{事故发生的概率}´{事故产生的后果}
2.1暂态失稳概率模型
计算线路i发生故障而导致暂态失稳的概率公式为[1]
P(K)=P(Ei)×P(K/Ei)(1)
式中K为发生故障导致暂态失稳的事件；P(Ei)为线路i发生故障的概率（包括单相接地、相间短路、两相接地和三相接地短路）。
（1）P(Ei)和P(nF)的获取
输电线路上发生故障的随机事件服从泊松分布。由于只研究在某一给定时间段内发生单一故障的情况，因此可以利用一阶泊松分布公式来计算P(Ei)。
式中n表示故障类型；fnF为不同类型故障在全部故障中所占的比例，它可通过对历史数据的统计分析得到。
（2）P(K/nΦ)的获取
P(K/nΦ)为线路i上发生某种特定故障nΦ导致暂态失稳的概率。本文的特定故障指单相接地、相间短路、两相接地和三相接地，n分别用1、2、3、4表示。
假设故障在线路上的分布满足均匀分布（即等概率分布），则故障在线路上出现的密度分布函数为
式中L为线路i上会导致失稳的区域长度。
（3）总的暂态失稳概率
因为线路上发生的各种类型的故障是相互独立的，所以运用全概率定律就能得到总的暂态失稳概率为[2]
2.2暂态失稳的后果模型
基于风险的安全性评估方法的一个特点是考虑了事故所产生的后果。事故的后果模型是建立在大量调查和对数据进行统计分析的基础上的。从不同角度分析事故后果也会得到不同的后果模型。限于篇幅，本文只对一种模型作说明。
事故总的后果由3部分组成。即总后果为
式中Corig为原先的单位发电费用，元/MW；Cemerg为发生故障后需要靠机组来完成电量Pg´h的发电费用，元/MW；Pload´h为故障发生后为了确保系统电压、频率的恢复所需切除的部分用电量；Cload为与供电中断电量成正比的单位费用，元/MW，它根据与用户签订的用电合同取值，本文算例中，Cload的取值参考了美国加州电力市场的用电合同。
综上所述，暂态失稳的风险指标公式为
3算例
3.1系统结构及仿真结果
算例图1为单机无穷大系统结构图。故障形式为双回线中一回发生短路故障，持续0.2s后故障切除。在大量仿真计算的基础上，对结果进行统计分析，系统在各种故障情况下的暂态失稳概率曲线如图2所示。在图2基础上考虑事故产生的后果，得到系统在各种故障情况下的风险指标，如图3所示。比较图2和图3，可以发现三相接地短路造成的暂态失稳概率很高，但是与其对应的风险指标却不是很大，原因在于这种故障所占比重很小。
在图3基础上累加每一种暂态稳定性风险值，可得计及全部故障类型的系统暂态稳定性风险曲线（见图4），在此基础上进行相关分析比较。[1][2][3]下一页
