河南电网输电能力可信性风险评估研究.pdf

第３９卷第２４期２０１１年１２月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶ＿０ｌ＿３９ＮＯ．２４Ｄｅｃ．１６，２０１１；ｎ－Ｉ南电网输电能力可信性风险评估研究张晓东，陈迁一，余晓鹏，杨军，彭晓涛，方华亮，徐箭，程哲（１．河南电力试验研究院系统所，河南郑州１４５００５２；２．武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２；３．河南省电力公司，河南郑州４５００５２）摘要：电力系统负荷模型的不确定性对于电网的输电能力有着较大影响。该文在国家电网公司推广应用综合负荷模型的前提下，结合河南电网实际情况，运用可信性理论，提出了一种以负荷模型参数不确定性为风险源的电网输电能力风险评估方法，首次系统地从负荷模型参数灵敏性／适应性分析、电网输电断面功率极限计算、随气温变化的负荷模型参数随机模糊期望值建模以及基于模型参数不确定性的电网风险计算等方面来研究基于负荷模型不确定性的电网输电能力风险评估问题。仿真计算结果表明，该方法能够从安全性和经济性上对河南电网关键断面的输电能力进行全面的风险评估，对于保障河南电网安全、可靠、经济运行具有重要意义关键词：综合负荷模型；灵敏度；可信性理论；不确定性；风险评估—ＳｔｕｄｙｏｎｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＨｅｎａｎｇｒｉｄｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙＺＨＡＮＧＸｉａｏ．ｄｏｎｇ，ＣＨＥＮＱｉａｎ２，ＹＵＸｉａｏ．ｐｅｎｇ，ＹＡＮＧＪｕｎ２，ＰＥＮＧＸｉａｏ－ｔａｏ，ＦＡＮＧＨｕａ－ｌｉａｎｇ２，ＸＵＪｉａｎ２，ＣＨＥＮＧＺｈｅｆ１．ＨｅｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＴｅｓｔｉｎｇ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ；３．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒｏｆＨｅｎａｎ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２，Ｃｈｉｎａ）’Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｌｏａｄｈａｓｍｕｃｈｅｆｆｅｃｔｏｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄＳｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｓｐｒｅａｄｉｎｇ’ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｏａｄｍｏｄｅｌｂｙＳｔａｔｅＧｒｉｄＣｏｍｐａｎｙ，ａｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙｆｏｒｐｏｗｅｒｇｒＳｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｉｓｋｓｏｕｒｃｅｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｒｉｓｋａｒｏｕｓｅｄｂｙ’ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ／ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｇｒｉｄＳ’—’ｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔ，ｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒＳｅｘｐｅｃｔｅｄｖａｌｕｅｍｏｄｅｌｏｆｆｕｚｚｙｒａｎｄｏｍｖａｒｉａｂｌｅ，ａｎｄｇｒｉｄＳｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙｒｉｓｋ’ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆＨｅｎａｎｇｒｉｄｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｌｌａｓｓｅｓｓｔｈｅｒｉｓｋｏｆＨｅｎａｎｇｒｉｄＳｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙｆｒｏｍｔｈｅｖｉｅｗｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，ａｎｄｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＨｅｎａｎｇｒｉｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｏａｄｍｏｄｅｌ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ；ｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ中图分类号：ＴＭ７３；Ｆ１２３．９文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－３４１５（２０１１）２４－００５２－０６Ｏ引言电力系统用电负荷的构成和运行状态随时间、气候等因素变化而变化，不同地区的负荷构成也有很大差异，这些因素使得负荷建模非常困难。根据“２００６年９月ｌ９日国家电网公司负荷模型研究汇”报及验收会议的精神，中国电力科学研究院总结了负荷模型研究与试验的经验，提出了更符合实际情况的考虑配电网络的综合负荷模型（ＳｙｎｔｈｅｔｉｃａｌＬｏａｄＭｏｄｅｌ，ＳＬＭ）ｌ１４１。该模型中的静态负荷和电动机负荷都可以考虑配电系统阻抗的影响，并模拟基金项目：河南省电力公司科技项目资助了配电系统的无功补偿和小机组，而且保证了静态无功负荷不会出现负的恒定电流和恒定功率。尽管综合负荷模型是经过严格与实际情况比对、拟合得出的，并借鉴了国外负荷模型研究的成果，也在实际生产运行中进行了试用。但综合负荷模型及其参数能否全面真实地反映河南电网负荷的情况，能否切实地应用到电网的实际生产运行中，担当起指导电网的规划建设和运行的重任，仍是需要进一步研究的课题。特别是电力负荷具有的时变性和随机性特性，使得综合负荷模型的参数具有不确定性，从而使得以统计得到的综合负荷模型参数来指导实际电网运行具有一定的风险。因此，如何对该风险进行评价已成为一个急待解决的问题。目张晓东，等河南电网输电能力可信性风险评估研究．５３．前国内外关于考虑配电网络的综合负荷模型的研究主要集中于ＳＬＭ模型本身，但是针对综合负荷模型的参数不确定性给电网运行带来的风险进行综合评估研究还处于空白阶段。本文围绕河南电网输电能力的风险计算展开研究，详细分析了考虑配电网络的综合负荷模型参数及其对河南电网的影响，为考虑配电网络的综合负荷模型在河南电网的应用奠定了基础；基于可信性理论，分析了综合负荷模型参数不确定性对电网输电能力的影响，并运用风险理论对以负荷模型参数不确定性为风险源的线路输电能力进行了风险评估，为河南电网提升断面输电能力提供了指导依据。１考虑配电网络的综合负荷模型参数的灵敏性及适应性分析考虑配电网络的综合负荷模型结构如图１所示。Ｉ配网无功补偿等值静态负荷等值电动机等值发电机ＩＩｌ图１考虑配电网络综合负荷模型等值电路Ｆｉｇ．１Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｌｏａｄｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ和经典的感应电动机负荷模型（ＣｌａｓｓｉｃａｌＬｏａｄＭｏｄｅｌ，ＣＬＭ）考虑配电网络综合负荷模型的参数较感应电动机负荷模型参数增加了定子电阻、阻尼转矩系数Ａ／Ｂ／Ｃ、静态负荷等值功率因数ＣＯＳ电动机初始负载率ｍ／ｆ．配电网络等值电阻风、配电网络等值电抗等参数。负荷模型参数的不同将极大影响负荷的动态特性，必须对其进行灵敏性和适应性研究。考虑配电网络综合负荷模型的参数数目众多，有必要区分出那些对电网稳定具有较大影响的参数（即灵敏度高）；进而通过参数的适应性分析，得到ＳＬＭ模型的正确参数范围，使得ＳＬＭ模型能被应用于系统稳定分析中并发挥重要作用。为了分析ＳＬＭ模型参数对河南电网的影响，依据河南电网２０１２年规划，建立了河南２０１２年规划电网计算模型。在此基础上，不改变现有负荷模型，依据华北和华中的特高压输电线路的传输功率以及华中各省间联络线的传输功率，确定了河南２０１２规划电网的夏大基本运行方式，作为后续研究的计算平台。１．１ＳＬＭ模型的参数灵敏度分析研究ＳＬＭ模型的参数灵敏度，主要从ＳＬＭ综合负荷模型中动态负荷的感应电动机参数和ＺＩＰ静态负荷各参数对系统暂态稳定特性影响这个方面展开，具体步骤如下。（１）根据河南２０１２年规划电网拓扑结构，选取郑州地区电网作为研究对象。（２）将所选定地区电网的部分１１０ｋＶ母线侧等值负荷替换为ＳＬＭ负荷模型。（３）通过理论结合仿真的方法，确定所设置ＳＬＭ负荷模型的参数，使被替换负荷模型后的地区电网的暂态响应能够充分拟和替换模型前的电网暂态响应特性。（４）采用模型参数微增量分析方法，进行参数灵敏度仿真分析。具体方法是在被替换模型的各参数中，选定一个参数变化，然后对该地区施加线路非永久性故障扰动，仿真对比观察被替换负荷处的线路的功率和电压变化情况。（５）最后通过整理上述暂态稳定计算结果，给出考虑配电网络综合负荷模型的参数灵敏度分析结果。计算结果表明，定子电抗、转子电阻、感应电动机负荷比例、初始有功负荷率和配电网络等值电抗等参数则对系统的暂态稳定特性影响表现出较大的灵敏特性；励磁电抗、惯性时间常数、静态等值负荷功率因数，静态负荷系数、转子电抗，定子电阻、电动机机械阻尼矩系数和配电网络等值电阻等参数对电力系统的暂态稳定性影响具有较小的灵敏特性。１．２ＳＬＭ模型的参数适应性分析ＳＬＭ模型参数的适应性分析主要从考虑配电网络的综合负荷模型中动态负荷的感应电动机参数和恒阻抗、恒电流、恒功率静态负荷参数对系统暂态稳定性影响这个方面展开，所设计的分析方法如下：以郑州电网为例，将郑州地区１２个等值负荷替换为考虑配电网络的综合负荷模型，分别调整各个参数，其他负荷仍然采用现有ＣＬＭ模型，进行故障扰动的暂态稳定分析计算，分析郑州电网发生三相短路接地故障后系统的各电压等级输电线路传输功率和各电压等级母线电压是否能够恢复为初始稳定运行状态，作为ＳＬＭ模型参数是否满足系统适应性范围的评判标准。ＳＬＭ综合负荷模型参数的－５４一电力系统保护与控制适应性取值范围见表ｌ。表１ｓＬＭ综合负荷模型的参数适应性分析结果Ｔａｂ．１ＴｈｅａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｒａｎｇｅｏｆＳＬＭｐａｒａｍｅｔｅｒ参数参数范围励磁电抗１＜＿ｇｍ￣ｌＯ惯性时间常数ｒｊ＿＞３机械阻尼矩系数Ａ＋Ｂ＞Ｃ，且Ａ＞Ｃ或Ｂ＞Ｃ，Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝Ｉ转子电阻Ｏ．Ｏ２ｒ＜０．４转子电抗０Ｓ０．２定子电阻０．００５＜＿Ｒ０．２５定子电抗００．２配网电阻Ｏ曼Ｒｄ．０５配网电抗００．１初始负载率０．２＿＜ｍ／ｆＳ＿０．４静态负荷构成系Ｐｚ＋ＰＩ＋尸Ｐ＝１，且Ｐｚ＞Ｐ【、Ｐｚ＞ＰＰ；数Ｑｚ＋Ｑｊ＋Ｑ＝１，且ｇ＿ｚ＞Ｉ、ｚ静态负荷比例Ｋ１￣３０％静态负荷等值功率因数２考虑配电网络的综合负荷模型参数不确定性研究由于气温等因素的影响，电力系统负荷具有较大的不确定性，重要体现在动静态负荷比例等感应电动机相关参数上。本文分析了气温对考虑配电网络的综合负荷模型的影响，在调研河南电网２２０ｋＶ变电站负荷数据的基础上，结合典型负荷模型参数，采用聚合理论和模型向量基，计算了河南电网２２０ｋＶ变电站的综合负荷模型参数及其分布规律；建立了ＳＬＭ中各参数随气温变化的随机模糊变量模型，分析计算了各参数的随机模糊期望值。２．１考虑配电网络的综合负荷模型参数统计聚合计算设对ｍ个变电站的负荷进行了统计调研，建立…了ｍ个负荷模型，模型向量为，１，２，，ｍ。假设任一负荷点的负荷都由类典型负荷组成，…，＝１，２，，ｎ。设这ｎ类负荷包含典型工业负荷、典型农业负荷、典型商业负荷、典型居民负荷、其他负荷等。假设还可以获得这ｍ个负荷点各自的负荷组成比例为ａ……１，２，，ｍ，／＝１，２，ｎ，表示负荷中第，类典型负荷占总负荷的比例【６】。根据聚合理论有…１十２＋＋．ＬｌＪ于是，可得以为未知数的线性方程组为…ｌａＩ１ａ１２ａ１ｎｌ…Ｉ２１口２２２ＨＩ…ｌａｎ１ａｎ２ａｎ＂或简记为ＡＸ＝６（２）该非齐次线性方程组有解的充要条件是系数矩阵与增广矩阵［Ａ６］同秩。…‘这里，向量Ｘ＝ＩＸｌ，Ｘ２，，Ｉ就是以典型工业负荷向量、典型农业负荷，、典型商业负荷、典型居民负荷等组成的新向量，称为模型向量基。在得到了模型向量基之后，就可以根据式（２）计算其负荷模型ｂ。结合以前在负荷建模项目上取得的研究成果，得到工业负荷、商业及居民负荷、农业负荷等负荷的模型向量基值，其参数如表２所示。表２河南电网负荷模型向量基值Ｔａｂ．２ＴｈｅｖｅｃｔｏｒｂａｓｅｖａｌｕｅｏｆＳＬＭｆｏｒＨｅｎａｎｇｒｉｄ工业负荷农业负荷居民及商业负荷ｓ口Ｋｉ０．０２７０．０８１３．６Ｏ．０ｌ８０．１６０．９９０．０ｌ０．６６０．０３７０．０８９３．１８０．０３２Ｏ．１４８０．９３２００．６４０．０２６０．０７１３．８０．００９Ｏ．１７Ｏ．８Ｇ．２Ｏ．５３然后，选取郑州电网作为研究对象，将各行业负荷在各季节日负荷典型时间段上进行分离，确定各行业负荷在各典型负荷日所占的比例，从而确定了调研变电站的值在得到各变电站的负荷构成情况和典型工业负荷、农业负荷和商业及居民负荷模型参数后，就可以通过求解方程（２）得到各典型变电站的综合负荷模型参数。２．２考虑温度变化概率的综合负荷模型参数不确定性研究不确定因素的存在使复杂的决策系统通常含有随机或模糊参数。为描述此类现象，Ｋｗａｋｅｍａａｋ首先提出了一种模糊随机变量的概念，定义为从概率空间到模糊集类的一个可测函数。为了奠定模糊随机规划的理论基础，刘宝碇提出的可信性理论将模糊随机变量视为从概率空间到模糊变量集合的可测映射［１０－１２１。用毒来表示气温变化的模糊性和随机性，是一个从可能性空间（０，Ｐ（ＯＰｏｓ）到随机变量集”合映射的一个函数；令厂：ＲＲ为测度函数，为定义在可能性空间（０，Ｐ（ＯＰｏｓ）的随机模糊变量，则＝Ｓ（ｇｌ，，．．＝，）为乘积可能性空间（Ｏ，Ｐ（０１，Ｐｏｓ）上的随机模糊变量。……（，，，）＝ｆｌ（），（），，（）Ｉ（４）则相应的系统负荷模型参数也具有模糊随机（３）性，定义为张晓东，等河南电网输电能力可信性风险评估研究５５．∑［（）］：［（）一（）］（５）３其中：表示负荷模型参数；表示气温对变化的影响灵敏度；ｐｒｏ表示随机性；ｆｕｚ表示模糊性。对于优化问题中出现的不确定变量，相应地都有该变量的数学期望的概念。基于此，需要建立在期望约束下使目标函数的概率期望值达到最优的模型，称为期望值模型（ＥＶＭ）。一｛ｌ（）Ｉ｝＝≥Ｃ，Ｉ［（（））］ｒ）ｄ，一６∈￡｛Ｉ［呻（（））］＜ｒ）式（６）中，［】为式（７）所示。≥［纠＝｛）一￡｛＜ｒ）（７）其中：为可信度测度；为概率测度；Ｉ为Ｌｅｂｅｓｇｕｅ积分符号。可采用三角模糊数和梯形模糊数来描述负荷参数的不确定性。首先需要确定各参数的隶属度函数，对于三角模糊数，需要确定ｂ，ｃ），对于梯形模糊数，需要确定６ｄ１。从前面计算得到的考虑配电网络的综合负荷模型的参数范围中取值，分别做为三角模糊数的ａ，ｃ和梯形模糊数的ａ，ｄ；计算各变电站参数的均值、最小值和最大值，分别作为三角模糊数的ｂ和梯形模糊数的ｂ，ｃ。确定各参数的隶属度函数后，计算可得各参数可信性测度，最后计算各参数在不同气温下的期望值。利用各气温下负荷模型参数的模糊期望值以及郑州电网的历史气温概率，设不同温度出现的概率为ｆ１，则有负荷模型参数的模糊期望值计算为一∑（（））＝ＪＦ：（）・（（））（８）可计算出考虑气温概率的各负荷模型参数随机模糊期望值，计算结果见表３。表３考虑气温概率的负荷模型参数随机模糊期望值—Ｔａｂ－３Ｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｖａｌｕｅｍｏｄｅｌｏｆｆｕｚｚｙｒａｎｄｏｍｖａｒｉａｂｌｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ基于负荷模型参数不确定性的河南电网输电能力风险评估电力系统的运行环境存在着许多不确定性因素会干扰电网的安全稳定运行，负荷的不确定性是影响电网安全性的重要随机性因素。本文结合河南电网负荷的实际特性，针对实际电网运行中负荷情况的不确定性因素带来的潜在风险源，采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法模拟综合负荷特性的随机变化过程，按照负荷特性变化情况来对负荷参数进行随机抽样，模拟负荷参数的变化情况；进而提出了一整套风险分析方法，建立了一套能够反映负荷参数的变化对输电能力影响的风险指标体系以及相应风险指标的计算方法，从安全性和经济性两个方面对河南电网输电能力进行了风险评估。３．１基于负荷模型参数不确定性的河南电网输电能力风险评估指标体系“根据风险分析的基本定义：对电力系统面临的”不确定性因素，给出可能性与严重性的综合度量，因此基于负荷参数的不确定性引起的输电能力的风险评估的基本计算公式可表达为ｔ（，ｒ）＝（）×（巨，，）（９）ｆ式中：置ｆ为ｆ时间的运行方式；Ｐ，（Ｅ３为负荷参数变化引起系统失稳的概率；（Ｅｉ，五『）为扰动发生后系统失稳的严重程度【ｌＪ。风险指标可用来定量研究各种随机方式下电力系统稳定性与经济性的问题。这里定义的风险指标体系如下。（１）基于负荷参数不确定性的系统失稳概率及失稳损失风险系统失稳的概率，是指某～参数（用表示）按照某一概率分布函数进行抽样，在一定数量的抽样次数情况下，用某些抽样值进行仿真计算时可能会导致系统失去稳定，这些导致系统失稳的抽样值次数占总的抽样次数的比例即为系统失稳概率，用Ｐｌ表示。这些抽样值导致系统失稳时，可通过减少△断面输送功率尸ｍｆ使得系统稳定，此时如系统愿意承担这样的失稳风险，就可不减少断面输送功率，系统的风险指标的计算则应该综合考虑失稳的概率和此时不减少断面输送功率，以及可能的经济损失（用表示）。这时的经济损失除了因输送功率减少带来的直接电费损失以外，还包括用户会因负荷中断蒙受损失、发电方需支付机组启动成本、系统再调度成本、罚款、制裁等多项间接损失。显然，该指标越大，系统损失越大。系统的失稳损失风险（）可用如式（１０）所．５６．电力系统保护与控制不。∑（）＝￣ＡＰｍｌ・（１０）ｉ＝１（２）基于负荷参数不确定性的系统稳定概率及稳定收益风险某一参数抽样值按照某一概率分布函数进行抽样，在一定数量的抽样次数情况下，用这些抽样值进行仿真计算时使系统能保持稳定，这些使系统保持稳定的抽样值次数占总的抽样次数的比例即为系统稳定概率，用尸ｓ表示。这时，可通过适当的增加△断面输送功率。，提高系统稳定极限功率，提高的功率后带来的经济效益可用表示，该经济收益主要为提高输送功率后带来的直接电费收益。显然，该指标越大，系统收益越大。此时提高输送功率所承担的风险指标，即稳定收益（）可以式（１１）表示。∑（）＝ｆ×（１１）ｉ＝１（３）基于负荷参数不确定性的系统总收益风险对抽样参数的总的分布情况，可能失稳，也可能保持稳定，此时计算系统总的经济风险指标，除了考虑系统失稳的风险外，还应该考虑系统增加输送功率带来的收益，系统总的风险指标可定义为系统总风险Ｒ（），用式（１２）表示。∑∑Ｒ（）＝（￣ａＰｍ）＋（×△Ｐｍ・）（１２）ｉ＝１ｉ＝１其中，、为常数。一般来说，由于系统失稳所失去的功率而造成的损失远大于与系统保持稳定时增加功率所带来的经济收益，所以＞，其具体大小应根据实际情况来确定。显然，该指标越大，系统总收益越大。（４）基于负荷参数不确定性的系统阻尼风险上面对电力系统进行风险评估时都是从经济的角度考虑事故后果，这显然不够全面，同时也不能明确当前的安全状况。为比较全面地反映系统运行状况，可引入能够反映系统运行状态的风险指标。负荷模型参数的变化会导致电网关键断面传输功率极限的不同，同样对应了系统暂态裕度的不同，必须针对此时的电网暂态稳定风险进行评估。电网主要发电机功角振荡的阻尼比反映了系统暂态稳定的裕度，因此定义电网阻尼风险指标（）来评估负荷模型参数的变化带来的电网暂态稳定风险。显然，该指标越大，系统安全风险越小。∑砧（）＝×Ｄｆ（１３）其中：为系统状态发生的概率，Ｊ［）为主要发电机功角阻尼比。３．２基于负荷模型参数不确定性的河南电网输电能力风险评估基于负荷的不确定性，针对河南电网的不同负荷参数情况下的输电能力进行了仿真计算，分析了三个灵敏度高的负荷参数（转子电阻、电动机定子电抗、静态负荷比例）的不同取值对河南电网关键断面的输电极限以及主要发电机功角阻尼的影响，在此基础上进行风险分析计算。豫陕州一嘉和、豫陕州一牡丹两条同杆并架线路是豫西地区西电东送的主要通道，且该线路位于河南电网边缘，网架结构基础较中部地区薄弱，２０１２夏季丰大规划运行方式下的该地区线路潮流情况见图２。本文选择陕州一嘉和／牡丹传输线（洛三断面）作为研究对象。图２河南２０１２夏大规划运行方式下的陕州一嘉，ｎ／牡丹的稳态潮流Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｓｔａｂｌｅｆ—ｌｏｗｏｆＳｈａｎｚｈｏｕＪｉａｈｅ／ＭｕｄａｎｏｆＨｅｎａｎｇｒｉｄｉｎＳｕｍｍｅｒＭｏｄｅ，２０１２首先，采取非序贯蒙特卡罗仿真进行负荷参数的抽样，模拟实际负荷参数的不确定性各种情况。蒙特卡罗抽样法根据样本的分布概率抽样，也就是先分析实际负荷参数的变化规律曲线，得到负荷参数的变化的概率函数。基于负荷参数的概率性的分析，根据概率函数进行多次抽样，保证各种概率性负荷参数都能出现，这样的抽样将能代表实际负荷参数的变化情况。其次，进行负荷参数的抽样后，采取确定性分析方法进行仿真计算，计算在此负荷参数下对电网输电能力所造成的严重性的定量指标。抽样多少次就需要进行多少次的确定性仿真计算，对出现概率大的负荷参数值，其抽样次数就多一些，对出现概率小的负荷参数值其抽样次数就少。仿真计算采取现有电力系统计算软件ＰＳＡＳＰ，其计算量非常大，需要简化计算模型或者采取快速计算方法。可先将负荷参数进行分区间离线仿真计算，各个区间只计算一个结果，然后采取一定的数学近似方法来计算区间内其他参数的仿真结果值。最后，考虑负荷参数变化的概率性，进行风险张晓东，等河南电网输电能力可信性风险评估研究－５７一指标计算。针对每一种抽样计算其是否稳定，如不稳定就分析其可能造成的严重性影响，这样既考虑了负荷参数出现的概率性，又考虑了可能造成的严重性影响，综合这两种指标就可以得到风险评估指标。洛三断面风险指标计算结果如表４所示。表４洛三断面风险指标！：兰！！！！坠２１２：墨磐望２翌！风险指标总收益风险阻尼风险静态负荷比例一２１３．２９３０．１５１１５８定子电抗一４．１８１９０．１８８２４３转子电阻一１４６．２８１０．１１８４０７从表４中可以看出，从静态负荷比例、定子电抗、转子电阻在可信范围内的变化对洛三断面总收益风险的影响来看，静态负荷比例发生变化时提高功率传输极限的系统总收益风险指标为负的最大值：定子电抗发生变化时提高功率传输极限的系统总收益风险指标为负的最小值；从静态负荷比例、定子电抗、转子电阻在可信范围内的变化对洛三断面主要发电机功角阻尼的影响来看，定子电抗发生变化时系统阻尼风险指标最大，系统最安全；转子电阻发生变化时系统阻尼风险指标最小，系统最危险。４结论电力负荷是电力系统的重要组成，对于电网的输电能力有着较大影响。本文以负荷参数的不确定性为风险源，分析了河南电网中ＳＬＭ模型参数的灵敏度及适应性取值范围，建立了随气温变化的ＳＬＭ模型参数随机模糊期望值模型，在此基础上运用一套新的风险指标综合评价体系对由于负荷模型参数不确定性导致的河南电网输电风险进行了全面分析，为规划、调度人员对河南电网进行线路输送能力评估提供了指导依据。参考文献［１］孙旭，任震．空向负荷预测在城市电网规划中的运用—［Ｊ】．继电器，２００５，３３（１４）：７９８１．ＳＵＮＸｕ，ＲＥＮＺｈｅｎ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｐａｔｉａｌｌｏａｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｉｎｕｒｂａｎｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｎｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００５，３３（１４）：７９－８１．Ｅ２］李育燕，鲁庭瑞，罗建裕，等．负荷特性数据库的建立与运用［Ｊ】．继电器，２００４，３２（４）：５３－５６．—ＬＩＹｕ－ｙａｎ，ＬＵＴｉｎｇｒｕｉ，ＬＵＯＪｉａｎ－ｙｕ，ｅｔａ１．Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄａｔａｂａｓｅ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００４，３２（４）：５３－５６．［３］王漪，韩北渝，柳焯．空调类装置密集地区高电压节点负荷特性的集结［Ｊ］．继电器，２０００，２８（２）：７－１１．ＷＡＮＧＹｉ，ＨＡＮＢｅｉ．ｙｕ，ＬＩＵＺｈｕｏ．Ｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｎｏｄｅｉｎｔｈｅａｒｅａｗｈｅｒｅａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒｓａｒｅｇａｔｈｅｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２０００，２８（２）：７－１１．［４］蓝智晖，徐永海．电铁负荷特性对微机距离保护测量元件的影响研究［Ｊ】．电力系统保护与控制，２００９，３７（１５）：５９－６４．—ＬＡＮＺｈｉｈｕｉ，ＸＵＹ０ｎｇｈａｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｉｔｏｆｄｉｇｉｔａｌｄｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｒｏｍｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｌｏａｄｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ—ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（１５）：５９６４．［５］马进，贺仁睦，王景钢，等．综合负荷模型参数的简—化辨识策略［Ｊ】．电网技术，２００６，３Ｏ（９）：２８３４．ＭＡＪｉｎ，ＨＥＲｅｎ－ｍｕ，ＷＡＮＧＪｉｎｇ－ｇａｎｇ，ｅｔａ１．Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｏａｄｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，３０（９）：２８．３４．［６］黄梅，杨少兵．负荷建模中的负荷调查统计分类［Ｊ】．电网技术，２００７，３１（４）：６５．６８．ＨＵＡＮＧＭｅｉ，ＹＡＮＧＳｈａｏ－ｂｉｎｇ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｕｄｙｏｎｌｏａｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｆｏｒｌｏａｄｍｏｄｅｌｉｎｇ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３１（４）：６５－６８．［７］石景海．考虑负荷时变性的大区电网负荷建模研究［Ｄｌ北京：华北电力大学，２００４．［８］戴琦．电力系统分行业负荷构成建模研究［Ｄ】．南京：河海大学，２００５．［９］赖国书．日负荷预测现状分析与建议［Ｊ］．电力需求侧管理，２００５，７（６）：２４。２５．ＬＡＩＧｕｏ－ｓｈｕ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｔａｔｕｓｏｆｄａｉｌｙｌｏａｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＤｅｍａｎｄＳｉｄｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００５，７（６）：２４－２５．［１０］彭锦，刘宝碇．不确定理论及其公理化体系［Ｊ］．黄冈师范学院学报，２００４，２３ｆ３１：１－７．ＰＥＮＧＪｉｎ，ＬＩＵＢａｏ－ｄｉｎｇ．Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｔｈｅｏｒｙａｎｄｉｔｓａｘｉｏｍａｔｉｃｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｎｇｇａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００４，２３（３）：１－７．［１１］彭锦，刘宝碇．不确定规划的研究现状及其发展前景［Ｊ】．运筹与管理，２００２，１１（２１：ｌ－９．—ＰＥＮＧＪｉｎ，ＬＩＵＢａｏｄｉｎｇ．Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ：ｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓ［Ｊ］．ＯｐｅｒａｔｉｏｎｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００２，１ｌ（２）：１－９．［１２］陈为化，江全元，曹一家，等．基于风险理论的复杂电力系统脆弱性评估［Ｊ］．电网技术，２００５，２９（４）：１２．１７．—ＣＨＥＮＷｅｉｈｕａ，ＪＩＡＮＧＱｕａｎ－ｙｕａｎ，ＣＡＯＹｉ－ｊｉａ，ｅｔａ１．Ｒｉｓｋ－ｂａｓｅｄｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｎｃｏｍｐｌｅｘｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２９（４）：１２．１７．［１３］陈为化，江全元，曹一家．基于神经网络集成的电力系统低电压风险评估［Ｊ】．电网技术，２００６，３０（１７）：１４．１９．（下转第６４页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｏｎｐａｇｅ６４）－６４一电力系统保护与控制（上接第５７页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ５７）—ＣＨＥＮＷｅｉｈｕａ，ＪＩＡＮＧＱｕａｎ－ｙｕａｎ，ＣＡＯＹｉ－ｊｉａ．Ｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｅｎｓｅｍｂｌｅ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，３０（１７）：１４・１９．［１４］冯永青，吴文传，张伯明．基于可信性理论的电力系统运行风险评估（一）运行风险的提出与发展［Ｊ］．电力系统自动化，２００６，３０（１３）：ｌ１．１７．ＦＥＮＧＹ０ｎｇ－ｑｉｎｇ，ＷＵＷｅｎ－ｃｈｕａｎ，ＺＨＡＮＧＢｏ－ｒｕｉｎｇ．Ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙｐａｒｔｏｎｅｐｒｏｐｏｕｎｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００６，３０（１３）：１１－１７．［１５］冯永青，吴文传，张伯明．基于可信性理论的电力系统运行风险评估（二）理论基础［Ｊ］．电力系统自动化，２００６，３０（２）：１１－１５．—ＦＥＮＧＹｏｎｇ－ｑｉｎｇ，ＷＵＷｅｎｃｈｕａｎ，ＺＨＡＮＧＢｏ－ｍｉｎｇ．Ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙｐａｒｔｔｗｏｔｈｅｏｒｙｆｕｎｄａｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００６，３Ｏ（２）：１１．１５．收稿日期：２０１卜０卜１３；修回Ｅｔ期：２０１１－０３－２５作者简介：张晓东（１９７７－），男，本科，工程师，主要从事电力系统运行与稳定方面的研究；Ｅ・ｍａｉｌ：￣５４６０＠１６３．ｃｏｍ陈迁（１９６４一），男，博士，高级工程师，从事电力系统方面的研究工作；余晓鹏（１９７３一），男，本科，高级工程师，主要从事电力系统运行与稳定方面的研究。