可靠性与经济性协调的输电线路最大利用率评估方法

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.011

电力建设 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (6): 70-78.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.011

可靠性与经济性协调的输电线路最大利用率评估方法

孙腾飞1，程浩忠1，张立波1，周勤勇2，贺海磊2，曾平良2

1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240;2.中国电力科学研究院，北京市 100192

出版日期:2016-06-01
作者简介:孙腾飞（1990），男，通信作者，硕士研究生，主要研究方向为电力系统规划、电力系统可靠性; 程浩忠（1962），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为电力系统规划、无功和电压稳定、电能质量等; 张立波（1988），男，博士研究生，主要研究方向为电力系统规划、电力系统可靠性; 周勤勇（1976），男，高级工程师，主要从事电力系统分析及电网规划研究工作; 贺海磊（1983），女，博士，工程师，主要研究方向为电力系统规划和可靠性; 曾平良（1962），男，博士，“千人计划”国家特聘专家，主要研究方向为电力系统分析与规划。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（51337005）；国家电网公司基础性前瞻性项目（XT71-14-002）

A Load-Carrying Capacity Evaluation Method of Transmission Line Based on Economy and Reliability Coordination

SUN Tengfei1， CHENG Haozhong1， ZHANG Libo1， ZHOU Qinyong2， HE Hailei2， ZENG Pingliang2

1.Key Laboratory of Control of Power Transmission and Conversion， Ministry of Eduction （Shanghai Jiao Tong University）， Shanghai 200240， China;2.China Electric Power Research Institute， Beijing 100192， China

Online:2016-06-01
Supported by:
Project supported by National Natural Science Foundation of China （51337005）

摘要/Abstract

摘要：

电网运行由于受各种因素制约，若仅以可靠性作为判据进行评估，则输电线路最大利用率处于较低水平。针对这一问题，通过对年持续负荷曲线的分析，提出一种基于经济性与可靠性协调的输电线路最大利用率评估方法，通过协调电力系统可靠性与经济性，得出现有线路年平均利用率真正能够达到的最高水平。评估中首先计算系统满足可靠性约束的年最大负荷，进而对持续负荷曲线超过年最大负荷部分作为过负荷切除，并按照可中断负荷方式给予切负荷赔偿；对于年持续负荷曲线中保留部分，针对其电量不足期望值给予停电损失赔偿。二者共同组成可靠性的经济代价，将其增长速度与电网售电带来的经济效益增速比较，只要可靠性的经济代价增速更慢，评估中系统最大年利用率就仍有提升空间。将该方法应用于IEEE RTS79系统，结果表明此评估方法较传统安全评估结果更高，能够进一步开发线路利用空间，充分利用输电线路的可用容量。

关键词: 电力系统, 线路利用率, 可靠性, 经济性, 可靠性经济代价

Abstract:

The power system operation is constrained by a multitude of factors， and the load-carrying capacity is relatively low if only with reliability as the criterion for evaluation. Aiming at the problem， through the analysis of the annual duration load curve， this paper proposes the maximum load-carrying capacity evaluation method of transmission line based on economy and reliability coordination. By coordinating the reliability and economy of power system， the annual average load-carrying capacity of existing lines can achieve the highest level. In the evaluation， the annual maximum load of the system meeting the reliability constraint is firstly calculated. Then the parts on duration load curve that are greater than the annual maximum are cut as overloads， and load-cutting compensation is given according to the way of interruptible load. Besides， customers also get compensation from the reserved parts on duration load curve as outage cost based on expected energy not supplied （EENS）. The growth of economic costs of reliability composed of the these two compensations are compared with the economic efficiency growth brought by electricity sale of grid， whose result shows that as long as the growth of economic costs of reliability is relatively lower， there will be still likelihood for the improvement of the maximum annual load-carrying capacity in evaluation system. The proposed method is applied in IEEE RTS 79 system， and the result shows that this evaluation method has higher results than those of traditional security assessment， which can further develop the utilization of lines and make full use of the available capacity of transmission line.Symbol`@@

Key words: power system, load-carrying capacity, reliability, economy, economic costs of reliability

中图分类号:

TM 71

孙腾飞，程浩忠，张立波，周勤勇，贺海磊，曾平良. 可靠性与经济性协调的输电线路最大利用率评估方法[J]. 电力建设, 2016, 37(6): 70-78.

SUN Tengfei， CHENG Haozhong， ZHANG Libo， ZHOU Qinyong， HE Hailei， ZENG Pingliang. A Load-Carrying Capacity Evaluation Method of Transmission Line Based on Economy and Reliability Coordination[J]. Electric Power Construction, 2016, 37(6): 70-78.

参考文献

［1］梁浩，张沛，贾宏杰，等. 基于概率潮流的未来输电线路经济评估［J］. 电网技术， 2014， 38（3）: 675-680.
LIANG Hao， ZHANG Pei， JIA Hongjie， et al. Economic assessment of future transmission line base on probabilistic power flow［J］. Power System Technology， 2014， 38（3）: 675-680.
［2］韩柳，庄博，王智冬，等. 电网利用效率指标研究［J］. 华东电力， 2011， 39（6）: 850-854.
HAN Liu， ZHUANG Bo， WANG Zhidong， et al. Study on power grid efficiency indices［J］. East China Electric Power， 2011， 39（6）: 850-854.
［3］National Grid. Electricity Ten Year Statement ［R］. 2014.
［4］Australian Energy Market Operator. 2014 National Transmission Network Development Plan-network utilization ［R］. 2014
［5］梁浩. 基于概率潮流的输电线路利用率计算方法及其应用［D］. 天津：天津大学， 2013.
LIANG Hao. Estimation of transmission line utilization rate based on probabilistic load flow and its application［D］. Tianjin: Tianjin University， 2013
［6］屈刚，程浩忠，马则良，等.考虑联络线传输功率的双层分区多目标输电网规划［J］.中国电机工程学报，2009，29（31）:40-46.
QU Gang， CHENG Haozhong， MA Zeliang， et al. Bi-level multi-objective transmission planning with consideration of tie-line power transfer capability［J］. Proceedings of the CSEE， 2009（31）： 40-46.
［7］屈刚，程浩忠，马则良，等. 考虑发电容量适应性的多目标输电网规划［J］. 电力系统自动化， 2009， 33（23）: 19-23.
QU Gang， CHENG Haozhong， MA Zeliang， et al. Multi objective transmission expansion planning considering generation capacity adaptability［J］. Automation of Electric Power Systems， 2009， 33（23）: 19-23.
［8］唐姗姗. 输电网运营效率评价研究［D］. 北京：华北电力大学， 2013.
TANG Shanshan. Evaluation urvey on the operational efficiency of transmission network［D］. Beijing: North China Electric Power University， 2013.
［9］CHOI J， CHO J K， SEO C. Analysis on transmission efficiency of wireless energy transmission resonator based on magnetic resonance［J］. Progress in Electromagnetics Research M， 2011 （19）:221-237.
［10］方斯顿，程浩忠，徐国栋，等. 基于Nataf变换和准蒙特卡洛的随机潮流方法［J］. 电力自动化设备， 2015，35（8）: 38-34.
FANG Sidun， CHENG Haozhong， XU Guodong， et al. Probabilistic load flow method based on Nataf transformation andquasi Monte Carlo simulation［J］. Electric Power Automation Equipment， 2015，35（8）: 38-34.
［11］方斯顿，程浩忠，徐国栋，等. 基于非参数核密度估计的扩展准蒙特卡洛随机潮流方法［J］. 电力系统自动化， 2015， 39（7）: 21-28.
FANG Sidun， CHENG Haozhong， XU Guodong， et al. An extended Quasi probabilistic load flow method based on non-parametric kernel density estimation［J］. Automation of Electric Power Systems， 2015， 39（7）: 21-28.
［12］FANG S D， CHENG H Z， SONG Y， et al. Stochastic optimal reactive power dispatch method based on point estimation considering load margin［C］//PES General Meeting|Conference & Exposition， 2014 IEEE， 2014: 1-5.
［13］ZHANG S， CHENG H， ZHANG L， et al. Probabilistic evaluation of available load supply capability for distribution system［J］. IEEE Transactions on Power Systems， 2013， 28（3）: 3215-3225.
［14］贾东梨，孟晓丽，宋晓辉. 基于超短期负荷预测的智能配电网状态估计［J］. 电力建设， 2013， 34（1）:31-35.
JIA Dongli， MENG Xiaoli， Song Xiaohui. Smart power distribution network state estimation based on extra-short term load forecast［J］. Electric Power Construction， 2013， 34（1）:31-35.
［15］白雪峰，蒋国栋. 基于改进 K-means 聚类算法的负荷建模及应用［J］. 电力自动化设备， 2010，30 （7）: 80-83.
BAI Xuefeng， JIANG Guodong. Load modeling based on improved K-Means clustering algorithm and its application［J］. Electric Power Automation Equipment， 2010，30 （7）: 80-83.
［16］陈凡，刘海涛，黄正，等. 基于改进 k-均值聚类的负荷概率模型［J］. 电力系统保护与控制， 2013， 41（22）: 128-133.
CHEN Fan， LIU Haitao， HUANG Zheng， et al. Probabilistic load model based on improved K-Means clustering algorithm［J］. Power System Protection and Control， 2013， 41（22）: 128-133.
［17］张建平，张立波，程浩忠，等. 基于改进拉丁超立方抽样的概率潮流计算［J］. 华东电力， 2013， 41（10）: 2028-2034.
ZHANG Jianping， ZHANG Libo， CHENG Haozhong， et al. Evaluation of probabilistic load flow based on improved Latin hypercube sampling［J］. East China Electric Power， 2013， 41（10）: 2028-2034.
［18］王晓滨，郭瑞鹏，曹一家，等. 电力系统可靠性评估的自适应分层重要抽样法［J］. 电力系统自动化， 2011，35 （3）: 33-38.
WANG Xiaobin， GUO Ruipeng， CAO Yijia， et al. A self-adapting stratified and importance sampling method for power system reliability evaluation［J］. Automation of Electric Power Systems.2011，35 （3）: 33-38.
［19］傅旭，付翀丽，黄明良. 一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法［J］. 电力建设， 2014， 35（9）:71-75.
FU Xu， FU Chongli， HUANG Mingliang. A new load shedding algorithm to improve static voltage stability margin for power system［J］. Electric Power Construction， 2014， 35（9）:71-75.
［20］ALBRECHT P F. The reliability test system task force of the application of probability methods subcommittee.IEEE Reliability Test System［J］. IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems，1979，98（6）:2047-2054.

[1]	檀勤良, 丁毅宏, 李渝, 李锐. 考虑经济环境平衡的风光火联合外送调度策略多目标优化[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 129-136.
[2]	高崇，曾广璇，张俊潇，曹华珍，唐俊熙，余涛. 基于成功流法的配电信息物理系统可靠性评估[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 58-65.
[3]	郇嘉嘉，肖勇，陆文升，刘洪，彭家颖，潘险险，李吉峰. 基于复杂网络理论的区域综合能源系统可靠性评估[J]. 电力建设, 2020, 41(4): 1-9.
[4]	邬宏伟，潘杰锋，葛少云，方云辉，李吉峰. 考虑多元信息扰动的新一代信息能源系统供能可靠性分析[J]. 电力建设, 2020, 41(3): 3-12.
[5]	梁修锐，刘道伟，杨红英，李卫星，邵广惠，徐兴伟，王克非，李宗翰，赵高尚. 数据驱动的电力系统静态电压稳定态势评估[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 126-132.
[6]	廖家齐，钱科军，方华亮，周承科，徐彦. 基于泛在电力物联网的电动汽车充电站运维关键技术[J]. 电力建设, 2019, 40(9): 20-26.
[7]	张涛，胡泽春，张丹阳. 楼宇综合能源系统容量配置优化[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 3-11.
[8]	宫建锋，曹雨晨，胡志冰，陈星屹，葛鹏江，张鹏. 基于改进遗传算法的工业园区综合能源系统能量管理方法[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 51-58.
[9]	郇嘉嘉，隋宇，张小辉. 综合能源系统级联失效及故障连锁反应分析方法[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 84-92.
[10]	张金华，田少美，张桂婷，张强，刘海，张保健，刘玉龙. 基于用户需求精确建模的乡村清洁供能系统可靠性评估[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 93-102.
[11]	孙充勃，宋毅，蔡超，原凯，杨雄. 考虑多场景需求的配电网分布式储能多目标优化配置方法[J]. 电力建设, 2019, 40(7): 48-56.
[12]	孙雨潇，朱俊澎，袁越. 基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析[J]. 电力建设, 2019, 40(5): 90-97.
[13]	胡嘉骅，文福拴，马莉，彭生江，范孟华，徐昊亮. 电力系统运行灵活性与灵活调节产品[J]. 电力建设, 2019, 40(4): 70-80.
[14]	陈嘉敏，徐永海，张雪垠. 基于电动汽车V2G响应能力的储能容量配置方法[J]. 电力建设, 2019, 40(3): 34-41.
[15]	陈飞，冯昊，徐晨博，孙飞飞. 电力系统演进的内在驱动因素及发展路径探索[J]. 电力建设, 2019, 40(3): 59-66.

可靠性与经济性协调的输电线路最大利用率评估方法

A Load-Carrying Capacity Evaluation Method of Transmission Line Based on Economy and Reliability Coordination

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价