摘要：目前，在發(fā)輸電系統(tǒng)的風(fēng)險評估中，一般采用基于交流潮流的最優(yōu)潮流模型或基于直流潮流的最優(yōu)潮流模型進(jìn)行可靠性指標(biāo)的分析計算，但兩種方法各有長短，單獨(dú)采用任一種都不能得到較理想的結(jié)果。本文首先通過對基于交流潮流的最優(yōu)潮流模型和基于直流潮流的最優(yōu)潮流模型的優(yōu)缺點(diǎn)的對比分析，然后結(jié)合到預(yù)想事故自動選擇(ACS)的基本原理，最后提出了一種利用ACS將兩種模型結(jié)合起來優(yōu)勢互補(bǔ)的想法，即先利用ACS分析給出不同嚴(yán)重程度故障一覽表，再針對不同嚴(yán)重的故障采用不同的模型，以達(dá)到計算精度和速度最優(yōu)化的目的。

發(fā)輸電系統(tǒng)風(fēng)險評估是電力系統(tǒng)風(fēng)險評估的一個重要組成部分，其主要包括四個方面：確定元件失效模型和負(fù)荷模型、系統(tǒng)狀態(tài)的選擇、系統(tǒng)狀態(tài)分析、以及系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的累積.。系統(tǒng)狀態(tài)分析包括對選定的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行潮流計算，以確定系統(tǒng)是否違背運(yùn)行約束(節(jié)點(diǎn)電壓約束和線路容量約束)，如違反，則采取補(bǔ)救措施對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。這些補(bǔ)救措施包括發(fā)電機(jī)出力調(diào)整、變壓器檔位調(diào)整等。調(diào)整后，若系統(tǒng)仍不能恢復(fù)到安全狀態(tài)，則該系統(tǒng)狀態(tài)是一個故障狀態(tài)，作為最后的補(bǔ)救措施將進(jìn)行負(fù)荷削減。

1 最優(yōu)負(fù)荷削減的交流潮流模型與直流潮流模型的對比分析

1.1最優(yōu)負(fù)荷削減的交流潮流模型

基于交流潮流的最優(yōu)潮流模型[1 是為了求取滿足交流潮流方程及線路潮流、電壓和發(fā)電機(jī)出力約束條件下的最小負(fù)荷削減總量，模型的控制變量包括發(fā)電機(jī)的有功和無功出力調(diào)整、每一母線的負(fù)荷削減量、變壓器變比調(diào)整等，也可以包括所有系統(tǒng)約束條件和補(bǔ)救措施。由于模型是對系統(tǒng)比較真實的反映，因此計算結(jié)果是精確可信的，但同時對非線性問題的求解又是一個很耗時的過程，如內(nèi)點(diǎn)法.

1.2最優(yōu)負(fù)荷削減的直流潮流模型

基于直流潮流的最優(yōu)潮流模型.的目標(biāo)仍然是求取滿足功率平衡、直流潮流方程以及線路潮流和發(fā)電出力約束條件下的最小負(fù)荷削減總量，但它與基于交流潮流的最優(yōu)潮流模型相比，略去了其中的全部與無功功率相關(guān)的量，是線性規(guī)劃的問題，可用單純型法求解.，計算速度很快。但是由于它以直流潮流為基礎(chǔ)，因此存在較大的模型誤差，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)模型完全忽略了節(jié)點(diǎn)電壓約束，認(rèn)為所有節(jié)點(diǎn)電壓都保持在額定電壓1.0，這在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)或低階故障時，可以認(rèn)為是正確的。但由于風(fēng)險評估需要考慮多重故障，系統(tǒng)狀態(tài)往往處于極其惡劣的嚴(yán)重事故下，節(jié)點(diǎn)電壓可能相差很大甚至嚴(yán)重違背運(yùn)行約束，必須進(jìn)行負(fù)荷削減，而該模型無法計入這部分削減負(fù)荷量;

(2)模型認(rèn)為，這對輕負(fù)荷線路可以認(rèn)為正確，但對重負(fù)荷線路，特別是過負(fù)荷線路，可能存在較大誤差;

(3)模型將有功潮流和節(jié)點(diǎn)電壓完全解耦，忽略了節(jié)點(diǎn)電壓對系統(tǒng)有功潮流的影響，同時模型也無法計算無功潮流對線路過負(fù)荷的影響，這必將造成一定誤差;

(4)在故障分析中，特別是處理嚴(yán)重故障的系統(tǒng)，交流潮流計算可能不收斂，為恢復(fù)潮流方程的可解性，進(jìn)行負(fù)荷削減勢在必行。但對于直流潮流法來說，在這種情況下依然能夠計算出系統(tǒng)的有功潮流，其計算結(jié)果可能根本就是錯誤的。

2 基于ACS的最優(yōu)負(fù)荷削減模型由以上分析可知，這兩種模型各有優(yōu)缺點(diǎn)，也恰好能優(yōu)勢互補(bǔ)。隨著電力市場化改革的不斷推進(jìn)，要對發(fā)輸電系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險評估，就需要建立這樣的一種模型：不僅要求有較快的計算速度，還要求有較好的精確度。一種可行的方案是把以上兩種模型結(jié)合起來，充分發(fā)揮他們的優(yōu)點(diǎn)。本文經(jīng)過對ACS的分析，發(fā)現(xiàn)可以利用AcS較好地達(dá)到這個目的。

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2.1 ACS的相關(guān)概念

所謂預(yù)想事故自動選擇，就是利用電力系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，自動迭出那些會引起支路潮流過載、電壓違限等危及系統(tǒng)安全運(yùn)行的預(yù)想事故，并用行為指標(biāo)來表示它對系統(tǒng)造成的危害嚴(yán)重程度，按其順序排隊給出一覽表。ACS需要一種快速的開斷模擬算法，并在精度上只要求能夠滿足排隊的要求，也就是能夠剔除不起作用的預(yù)想事故，并將起作用的預(yù)想事故按其嚴(yán)重程度排隊。

在A CS的算法上，文獻(xiàn)[4-6 等都提出了新的算法用于預(yù)想事故自動選擇，不僅能保證性能指標(biāo)計算的精度及選擇的快速性，還具有較高的事故捕獲率。故在對系統(tǒng)狀態(tài)的分析上，可以考慮引入ACS算法。

2.2最優(yōu)負(fù)荷削減模型的建立

基于ACS的思想，先利用ACS法對系統(tǒng)狀態(tài)按其行為指標(biāo)排隊，得到預(yù)想事故一覽表，并從中剔除不違限的狀態(tài)。如此，一覽表前半部分是違限嚴(yán)重的事故，后半部分是違限并不重要的事故。由于前半部分包含嚴(yán)重故障，需要精確分析，故對這部分采用基于交流潮流的最優(yōu)潮流模型，這種模型能夠充分考慮各種約束條件及FACTS裝置的影響，是對實際系統(tǒng)的真實反應(yīng)，其計算結(jié)果是精確可信的;而后半部分的故障違限并不重要，需要考慮的補(bǔ)救措施較少，對模型的精確度要求也不是很高，故這部分采用基于直流潮流的最優(yōu)潮流模型，能夠有效提高計算速度。這樣，基于ACS的最優(yōu)負(fù)荷削減模型的算法為：先采用Acs法對各種預(yù)想故障按嚴(yán)重程度排出一覽表，根據(jù)ACS的終止判據(jù)將一覽表分為兩部分;對嚴(yán)重故障采用交流模型分析，對不嚴(yán)重故障則采用直流模型分析。這樣既可避免單獨(dú)采用交流模型帶來的耗時嚴(yán)重的問題，又可以避免單獨(dú)采用直流模型帶來的計算結(jié)果誤差大的問題。

3 結(jié)語

發(fā)輸電系統(tǒng)風(fēng)險評估在本質(zhì)上是一個大規(guī)模組合問題，計算時間很長，長期以來一直處于"快速"和"精確"的矛盾之中。無論是采用非線性規(guī)劃模型還是線性規(guī)劃模型都只能顧及一面，不能"魚和熊掌"兩者兼得。但是在ACS的基礎(chǔ)上將兩種模型結(jié)合起來則可以視為對它們的一種折中的處理辦法。

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