傅 旭

（西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 西安 710075）

0 引言

電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行一直是電力工作者的關(guān)注焦點(diǎn)和研究熱點(diǎn)［1-6］，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在潛在不安全因素時(shí)采取相應(yīng)的控制措施十分重要。為了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，一般要求滿足N-1原則，當(dāng)系統(tǒng)不滿足N-1原則時(shí)，需要采取預(yù)防或校正控制措施以保證系統(tǒng)的安全性［7］。文獻(xiàn)［8］提出一種快速分析系統(tǒng)斷線后系統(tǒng)狀態(tài)變量變化情況的靈敏度分析方法，大幅加快了計(jì)算速度。文獻(xiàn)［9］通過(guò)采用二階靈敏度求解線性規(guī)劃最優(yōu)潮流的問(wèn)題。文獻(xiàn)［10］提出一種基于連續(xù)線性規(guī)劃技術(shù)的多預(yù)想故障的靜態(tài)電壓穩(wěn)定預(yù)防控制方法。文獻(xiàn)［11］通過(guò)選取最不利的負(fù)荷波動(dòng)模式并加入校正控制模型從而考慮了負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)特性。文獻(xiàn)［12］提出一種靜態(tài)安全分析中快速計(jì)算系統(tǒng)最大負(fù)荷能力的增廣潮流法。文獻(xiàn)［13］提出廣義負(fù)荷裕度概念，給出一種統(tǒng)一考慮故障和負(fù)荷裕度約束的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全預(yù)防控制算法。文獻(xiàn)［14］提出一種考慮預(yù)想故障發(fā)生概率及負(fù)荷水平波動(dòng)的靜態(tài)安全預(yù)防控制方法。文獻(xiàn)［15］對(duì)估計(jì)支路故障后的系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度進(jìn)行有益的探索，提高了計(jì)算精度。文獻(xiàn)［16］對(duì)電網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)的評(píng)估進(jìn)行系統(tǒng)的分析和總結(jié)，提出包含初步評(píng)估和精確計(jì)算2個(gè)步驟的電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)評(píng)估方法。近年來(lái)，隨著風(fēng)電/光伏等新能源在電力系統(tǒng)中的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，其出力的隨機(jī)性給電力系統(tǒng)的安全控制帶來(lái)了新的問(wèn)題［17-18］。

總體而言，目前電力系統(tǒng)的靜態(tài)安全控制方法有2類：一類是確定性的方法，即保證預(yù)想故障集下系統(tǒng)靜態(tài)安全，其分析結(jié)果一般比較保守［20］；另一類是基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法，該方法定量地考慮了事故的可能性和嚴(yán)重性這2個(gè)重要因素，是確定性方法的有力補(bǔ)充［21-22］。在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于負(fù)荷和新能源發(fā)電（風(fēng)電或光伏）出力的隨機(jī)波動(dòng)、系統(tǒng)其他不確定因素的影響等，系統(tǒng)在當(dāng)前時(shí)刻不但應(yīng)是靜態(tài)安全的，而且還應(yīng)具有一定的靜態(tài)安全裕度。

對(duì)此，本文提出一種將預(yù)防控制和校正控制相協(xié)調(diào)的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全混合控制方法。在預(yù)防控制模塊中，利用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定進(jìn)入預(yù)防控制模塊的預(yù)想故障集，該風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)考慮了預(yù)想故障發(fā)生的概率及其嚴(yán)重性，采用連續(xù)線性規(guī)劃技術(shù)求解考慮多預(yù)想故障的靜態(tài)安全預(yù)防性控制策略。在校正控制模塊中，首先判斷系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度是否滿足要求，并考慮風(fēng)電/光伏隨機(jī)波動(dòng)對(duì)安全裕度的影響，針對(duì)不安全故障分別制定校正控制策略。該方法通過(guò)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)協(xié)調(diào)預(yù)防控制和校正控制中考慮的預(yù)想故障集，從而將預(yù)防控制和校正控制相互協(xié)調(diào)，以獲得安全性和經(jīng)濟(jì)性均滿足系統(tǒng)需求的靜態(tài)安全控制策略。我國(guó)某682節(jié)點(diǎn)的實(shí)際系統(tǒng)的仿真算例表明了本文所提方法的有效性及其簡(jiǎn)單、易行的特點(diǎn)。

1 總體思路和基本流程

本文方法總體思路如下。

（1）將預(yù)防控制和校正控制相協(xié)調(diào)，為了考慮預(yù)想故障發(fā)生的概率和其嚴(yán)重性，利用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)確定進(jìn)入預(yù)防控制模塊的預(yù)想故障集，而對(duì)于預(yù)想故障集中沒(méi)有考慮的不安全故障和靜態(tài)安全裕度不滿足要求的情況，則采用校正控制予以考慮。

（2）實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，在實(shí)施預(yù)防控制時(shí)，如果預(yù)防控制代價(jià)不為調(diào)度運(yùn)行人員接受，而實(shí)施預(yù)防控制后的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)是較低的，則可適當(dāng)提高系統(tǒng)預(yù)防控制模塊中選擇預(yù)想故障的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)門檻值，從而將一些故障調(diào)整到校正控制模塊中加以考慮，以獲得安全性和經(jīng)濟(jì)性均能滿足實(shí)際系統(tǒng)需求的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全預(yù)防和校正控制策略。

總之，本文所提電力系統(tǒng)靜態(tài)安全混合控制算法能靈活針對(duì)各種預(yù)想故障實(shí)施預(yù)防控制，結(jié)合預(yù)防控制代價(jià)以及預(yù)防控制后系統(tǒng)的靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，能為運(yùn)行調(diào)度人員制定合理的靜態(tài)安全控制策略提供參考依據(jù)。

本文所提方法的計(jì)算流程如圖1所示。主要步驟如下：

a.在當(dāng)前工況下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)想故障集下的靜態(tài)安全性分析（框①）；

b.若不滿足靜態(tài)安全要求，則進(jìn)入預(yù)防控制子模塊（框③），預(yù)防控制子模塊針對(duì)當(dāng)前工況下的不安全預(yù)想故障進(jìn)行預(yù)防控制；

c.確定系統(tǒng)N-1靜態(tài)安全約束下的負(fù)荷裕度，并考慮風(fēng)電/光伏出力的隨機(jī)波動(dòng)（框④），據(jù)此判斷系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度是否滿足要求（框⑤）；

d.若存在不安全的預(yù)想故障，則對(duì)不安全預(yù)想故障制定校正控制策略（框⑥）；

e.判斷預(yù)防控制代價(jià)是否可接受（框⑧），若控制代價(jià)過(guò)高，則調(diào)整預(yù)防控制模塊中預(yù)想故障集選擇的門檻值（具體調(diào)整方法見2.2節(jié)），將部分故障轉(zhuǎn)移至校正控制模型加以考慮（框⑨），然后重新進(jìn)行預(yù)防控制子模塊的計(jì)算。

圖1 計(jì)算流程Fig.1 Flowchart of algorithm

2 N-1檢驗(yàn)和預(yù)防控制

2.1 基于靈敏度分析的N-1檢驗(yàn)

正常情況下系統(tǒng)潮流方程為：

其中，W0為節(jié)點(diǎn)注入功率；X0為系統(tǒng)狀態(tài)變量，即節(jié)點(diǎn)電壓和相角；Y0為系統(tǒng)導(dǎo)納參數(shù)。

系統(tǒng)發(fā)生斷線后節(jié)點(diǎn)電壓的變化量為［8］：

其中，]為節(jié)點(diǎn)電壓和相角的變化量；I為單位矩陣為靈敏度矩陣，是潮流雅可比矩陣J0的逆矩陣；ΔWl、L0的表達(dá)式如式（3）所示。

其中，ΔY為斷線支路導(dǎo)納；f′y為節(jié)點(diǎn)功率方程對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)Y0的一階導(dǎo)數(shù)；f″xy為節(jié)點(diǎn)功率方程對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)向量X0和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)Y0的二階導(dǎo)數(shù)。L0和ΔWl中只有與斷線節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的元素才是非零元素，具體表達(dá)式見文獻(xiàn)［8］。

支路k-m的視在功率幅值為：

其中，Pkm和Qkm的分別為有功功率和無(wú)功功率；Ykm為線路k-m的導(dǎo)納幅值；θkm為線路k-m的導(dǎo)納角度；δm為節(jié)點(diǎn)m的相角；δk為節(jié)點(diǎn)k的相角；Ysh為線路k-m的容納。

將式（4）寫成增量形式：

其中，JL為支路功率變化靈敏度矩陣，可由式（5）求出。

將式（2）代入式（6）可得斷線后任意支路k-m的功率變化量為：

根據(jù)式（2）、（7）可以對(duì)斷線后系統(tǒng)的線路功率和節(jié)點(diǎn)電壓是否越限進(jìn)行分析。

2.2 預(yù)想故障集的確定

制定考慮多預(yù)想故障集的靜態(tài)安全預(yù)防控制策略時(shí)，不同預(yù)想故障所對(duì)應(yīng)的靜態(tài)安全預(yù)防控制代價(jià)和系統(tǒng)安全性也不同。當(dāng)預(yù)防控制代價(jià)過(guò)高不為運(yùn)行人員接受時(shí)，可調(diào)整預(yù)防控制模型中預(yù)想故障集的故障數(shù)目，如圖1中的框⑨所示。因此，如何選擇預(yù)防控制模型中預(yù)想故障的數(shù)目是協(xié)調(diào)預(yù)防控制和校正控制的一個(gè)重要步驟。

本文利用風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)來(lái)分析預(yù)想故障所發(fā)生的概率及其嚴(yán)重性，從而確定預(yù)防控制模型中需要考慮的預(yù)想故障集。風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算方法可參考文獻(xiàn)［19］。對(duì)于低電壓風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，用母線電壓幅值與額定電壓的比值u來(lái)描述，電壓越低則后果越嚴(yán)重；對(duì)于線路過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，用線路潮流與輸送容量熱極限的比值R來(lái)描述。2個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的嚴(yán)重度函數(shù)的定義如圖2所示。

圖2 嚴(yán)重度函數(shù)Fig.2 Severity functions

以線路過(guò)載為例，假設(shè)第i個(gè)關(guān)鍵預(yù)想故障發(fā)生的概率為pi，則其線路過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)CRi見式（8）。

其中，TR為線路i斷開后系統(tǒng)過(guò)載線路的集合。

類似地，可得到電壓越限風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)Cui如下：

其中，TU為線路i斷開后系統(tǒng)低電壓節(jié)點(diǎn)集合。

本文通過(guò)設(shè)定線路過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)點(diǎn)低電壓風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的門檻值CRth和Cuth來(lái)選擇參與預(yù)防控制的預(yù)想故障集，即將導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)大于門檻值的預(yù)想故障加入預(yù)防控制模型。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)門檻值的取值不一樣，就可以得到不同的預(yù)想故障集，進(jìn)而制定出不同的預(yù)防控制策略。

2.3 預(yù)防控制模型

本文采用逐次線性規(guī)劃［13-14］來(lái)求解預(yù)防控制模型，其預(yù)防控制的線性規(guī)劃模型如下：

其中，ci為控制變量i的權(quán)系數(shù)，本文中考慮為發(fā)電機(jī)調(diào)整出力的單位價(jià)格和切負(fù)荷的單位價(jià)格；L為預(yù)想的斷線支路總數(shù)；N為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)；Nc為參與控制的節(jié)點(diǎn)總數(shù)；NL為系統(tǒng)支路總數(shù)；分別為支路l斷線條件下支路m的視在功率和節(jié)點(diǎn)j的電壓幅值分別為支路 m 的視在功率最大值和節(jié)點(diǎn)j的電壓幅值的上、下限；分別為有功控制變量的上、下限；分別為無(wú)功控制變量的上、下限；分別為支路m的視在功率幅值對(duì)控制節(jié)點(diǎn)i有功、無(wú)功擾動(dòng)的靈敏度；分別為節(jié)點(diǎn)j電壓幅值對(duì)節(jié)點(diǎn)i有功、無(wú)功擾動(dòng)的靈敏度為有功功率平衡約束。

3 校正控制模型

3.1 負(fù)荷裕度計(jì)算方法

如圖1所示的預(yù)防控制策略制定后，校核系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)以及預(yù)想故障狀態(tài)下是否滿足靜態(tài)安全裕度約束，即系統(tǒng)在一定的負(fù)荷增長(zhǎng)方向和發(fā)電機(jī)出力增長(zhǎng)方向上的負(fù)荷裕度是否大于某一門檻值。數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為系統(tǒng)在滿足靜態(tài)安全約束的情況下，要求反映負(fù)荷和發(fā)電機(jī)出力增加的參數(shù)λ≥λc，其中λc為系統(tǒng)的靜態(tài)安全裕度（也可以稱為負(fù)荷裕度）［12-13］，在電力系統(tǒng)在線靜態(tài)安全監(jiān)控中，λc和系統(tǒng)發(fā)電機(jī)及負(fù)荷增長(zhǎng)方向可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定，如式（11）所示。

其中，λc為系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度為當(dāng)前發(fā)電機(jī)有功出力向量為當(dāng)前發(fā)電機(jī)無(wú)功出力向量為當(dāng)前有功負(fù)荷向量為當(dāng)前無(wú)功負(fù)荷向量為當(dāng)前發(fā)電機(jī)有功出力增加方向?yàn)橛泄ω?fù)荷增加方向向量為無(wú)功負(fù)荷增加方向向量；P（X）為有功潮流方程向量；Q（X）為無(wú)功功潮流方程向量。

由于系統(tǒng)需要考慮的故障數(shù)目龐大，若逐一分析每條支路斷線后系統(tǒng)的最大負(fù)荷能力，計(jì)算量必將十分龐大。實(shí)際上在眾多的斷線事故中，必定有一條斷線支路對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度最小，如果將此故障預(yù)先找出來(lái)，那么只需要針對(duì)此斷線故障計(jì)算系統(tǒng)的靜態(tài)安全裕度即可，這將大幅減少計(jì)算量?；诖怂枷?，文獻(xiàn)［12-14］提出了一種快速計(jì)算系統(tǒng)N-1靜態(tài)安全約束下靜態(tài)安全裕度的方法，本文采用此方法來(lái)快速計(jì)算系統(tǒng)的靜態(tài)安全裕度。

3.2 新能源出力波動(dòng)的考慮

對(duì)于風(fēng)電/光伏等出力隨機(jī)波動(dòng)的電源而言，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其下一時(shí)刻的出力有較大困難，但估計(jì)其波動(dòng)范圍則較為容易，因此本文采用式（12）描述其波動(dòng)。

其中，Pj為節(jié)點(diǎn) j的風(fēng)電/光伏出力；Pj，max為節(jié)點(diǎn) j的風(fēng)電/光伏出力的最大值；Pj，min為節(jié)點(diǎn) j的風(fēng)電/光伏出力的最小值。

首先在不考慮風(fēng)電/光伏出力波動(dòng)的情況下，計(jì)算其負(fù)荷裕度；然后在負(fù)荷裕度處，計(jì)算風(fēng)電/光伏出力波動(dòng)對(duì)負(fù)荷裕度的靈敏度，其發(fā)電出力的增長(zhǎng)方向可采取較為嚴(yán)重的方式［11］，并更新負(fù)荷裕度。圖3為負(fù)荷裕度的計(jì)算流程。

圖3 負(fù)荷裕度計(jì)算流程Fig.3 Flowchart of load margin calculation

3.3 基于連續(xù)線性規(guī)劃的校正控制模型

本文針對(duì)不滿足靜態(tài)安全裕度的預(yù)想故障制定校正控制策略，模型如下：

其中，分別為支路l斷開后系統(tǒng)負(fù)荷裕度對(duì)控制節(jié)點(diǎn)i有功、無(wú)功擾動(dòng)的靈敏度；其余變量的含義與式（10）相同。

本文中校正控制模塊與預(yù)防控制模塊的不同之處如下。

（1）校正控制針對(duì)的是靜態(tài)安全裕度不足或預(yù)防控制模型中沒(méi)有考慮的預(yù)想故障。

（2）校正控制需對(duì)每一個(gè)預(yù)防控制模塊中沒(méi)有考慮的不安全預(yù)想故障分別給出校正控制策略。

（3）系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，校正控制中考慮的故障實(shí)際發(fā)生時(shí)才執(zhí)行預(yù)先制定好的校正控制策略；而預(yù)防控制只要發(fā)現(xiàn)潛在的不安全因素，即執(zhí)行預(yù)防控制策略。

4 仿真分析

4.1 算例描述

以我國(guó)某實(shí)際系統(tǒng)為仿真算例，驗(yàn)證本文方法的有效性。該系統(tǒng)的主網(wǎng)架地理接線示意圖如圖4所示。計(jì)算的潮流數(shù)據(jù)中，總有功負(fù)荷為21039 MW，總無(wú)功負(fù)荷為8420 Mvar，包含節(jié)點(diǎn)682個(gè)、支路973條。系統(tǒng)潮流呈現(xiàn)東電西送、南電北送態(tài)勢(shì)。計(jì)算中的邊界條件取為：計(jì)算中考慮510個(gè)N-1斷線故障；系統(tǒng)要求的負(fù)荷裕度為10%；系統(tǒng)中風(fēng)電出力為5000MW，風(fēng)電出力的波動(dòng)范圍為當(dāng)前出力的±10%，即風(fēng)電出力的波動(dòng)范圍為［4500，5500］MW。為了便于與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較，本算例中分4種情況分析。

圖4 電網(wǎng)接線示意圖Fig.4 Schematic diagram of power grid

情況1：對(duì)當(dāng)前狀態(tài)不安全的預(yù)想故障采用預(yù)防控制，即預(yù)想故障集選擇的風(fēng)險(xiǎn)門檻值按0考慮；而對(duì)于靜態(tài)安全裕度不滿足要求的預(yù)想故障，則采取校正控制。

情況2：預(yù)防控制模塊中預(yù)想故障集選擇的門檻值按0.02考慮，即將情況1中部分預(yù)想故障放入校正控制模型中加以考慮。

情況3：只考慮采用預(yù)防控制，而不考慮采用校正控制，即預(yù)防控制的目標(biāo)是使系統(tǒng)既滿足靜態(tài)安全約束，也滿足靜態(tài)安全裕度約束。

情況4：在情況1的基礎(chǔ)上，將風(fēng)電出力的波動(dòng)范圍提高至當(dāng)前出力的±20%，即風(fēng)電出力范圍為［4000，6000］MW。

4.2 計(jì)算結(jié)果

（1）情況 1。

預(yù)防控制模塊中，選取預(yù)想故障集的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)門檻值按0考慮，即只要該線路斷線后系統(tǒng)不滿足靜態(tài)安全約束，則該斷線故障就進(jìn)入預(yù)想故障集。進(jìn)入預(yù)防控制模塊的預(yù)想故障集中的斷線故障為75個(gè)，預(yù)防控制策略如表1所示（表中切負(fù)荷量和發(fā)電機(jī)調(diào)整量均為標(biāo)幺值，后同），合計(jì)切負(fù)荷量7.026 p.u.。施加預(yù)防控制后，計(jì)算出系統(tǒng)的負(fù)荷裕度為104.65%基荷，小于系統(tǒng)要求的110%基荷的裕度。針對(duì)不安全故障分別制定校正控制策略，如表2所示。

表1 情況1的預(yù)防控制策略Table1 Preventive control strategy for Case 1

表2 情況1的校正控制策略Table2 Corrective control strategy for Case 1

對(duì)于該實(shí)際系統(tǒng)，在主頻2.0 G的Pentium PC機(jī)上運(yùn)行，計(jì)算時(shí)間如表3所示。

表3 所提方法的計(jì)算時(shí)間Table3 Calculation time of proposed method

（2）情況 2。

實(shí)際運(yùn)行中，若預(yù)防控制的代價(jià)不為運(yùn)行調(diào)度人員所接受，則在制定預(yù)防控制策略時(shí)，可適當(dāng)提高預(yù)想故障集合選擇的風(fēng)險(xiǎn)門檻值，從而將部分預(yù)想故障放到校正控制策略的制定中考慮。因此，本算例中將預(yù)想故障集的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)門檻值提高至0.02，則制定預(yù)防控制策略時(shí)選取的預(yù)想故障數(shù)目減少至30個(gè)，預(yù)防控制策略如表4所示?？梢钥闯?，由于預(yù)防控制中考慮的預(yù)想故障數(shù)目減少，預(yù)防控制策略發(fā)生變化，預(yù)防控制代價(jià)降低至1.36 p.u.。

表4 情況2的預(yù)防控制策略Table4 Preventive control strategy for Case 2

施加預(yù)防控制后，計(jì)算出系統(tǒng)最大負(fù)荷能力為102.35%基荷，小于系統(tǒng)要求的110%基荷，故分別針對(duì)不安全故障制定校正控制策略，如表5所示?？梢钥闯?，雖然情況2的預(yù)防控制策略的控制代價(jià)降低了，但校正控制中需要計(jì)及的故障數(shù)目增加，即校正控制代價(jià)提高了。

表5 情況2的校正控制策略Table5 Corrective control strategy for Case 2

圖5為預(yù)防控制代價(jià)和系統(tǒng)靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)選擇的門檻值之間的關(guān)系，圖中預(yù)防控制代價(jià)為標(biāo)幺值。隨著系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的門檻值的增加，進(jìn)入預(yù)防控制的預(yù)想故障數(shù)目減少，從而預(yù)防控制代價(jià)降低。

圖5 靜態(tài)安全預(yù)防控制代價(jià)與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系Fig.5 Relationship between cost of preventive static security control and system risk

（3）情況 3。

在情況3中，只考慮采用預(yù)防控制使系統(tǒng)既滿足靜態(tài)安全約束，也滿足靜態(tài)安全裕度約束。預(yù)防控制如表6所示，合計(jì)切負(fù)荷量為21.711 p.u.?？梢钥闯?，由于需要保證系統(tǒng)在當(dāng)前時(shí)刻既滿足靜態(tài)安全約束，也需要保證具有110%基荷的負(fù)荷裕度約束，因此，預(yù)防控制代價(jià)明顯高于情況1和情況2。

表6 情況3的預(yù)防控制策略Table6 Preventive control strategy for Case 3

通過(guò)上述3種情況的算例分析可以看出，本文算法中選擇預(yù)想故障集的風(fēng)險(xiǎn)門檻值不同，則參與預(yù)防控制的故障個(gè)數(shù)也不同，即提高預(yù)想故障選擇的風(fēng)險(xiǎn)門檻值后，可將一部分預(yù)想故障轉(zhuǎn)移至校正控制模型中加以考慮，從而降低了預(yù)防控制的代價(jià)，達(dá)到協(xié)調(diào)預(yù)防控制和校正控制的目的。

（4）情況 4。

該情況下風(fēng)電出力的波動(dòng)范圍提高至［4 000，6000］MW。為與情況1對(duì)比，選取進(jìn)入預(yù)防控制的預(yù)想故障集不變，則其預(yù)防控制策略不變，但由于在校正控制中需要考慮風(fēng)電/光伏的隨機(jī)波動(dòng)，其校正控制策略將發(fā)生較大的變化，控制代價(jià)也將增加。情況4的校正控制策略如表7所示。因此，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)風(fēng)電/光伏出力波動(dòng)范圍，對(duì)于降低系統(tǒng)靜態(tài)安全控制代價(jià)具有較大意義。

表7 情況4的校正控制策略Table7 Corrective control strategy for Case 4

5 結(jié)論

本文提出一種考慮預(yù)防控制和校正控制相結(jié)合的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全混合控制方法，具有如下特點(diǎn)。

a.利用系統(tǒng)靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)以及預(yù)防控制代價(jià)調(diào)整預(yù)防控制和校正控制策略中需要考慮的預(yù)想故障范圍，可以為調(diào)度運(yùn)行人員提高靈活性。

b.給出了系統(tǒng)預(yù)想故障下的靜態(tài)安全裕度。利用擴(kuò)展潮流方程，可快速計(jì)算出靜態(tài)安全約束下的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度，避免了計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題。

c.既保證當(dāng)前負(fù)荷水平下的靜態(tài)安全，又考慮了負(fù)荷、新能源出力波動(dòng)以及電力系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度需求。

我國(guó)某實(shí)際682節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的算例表明，所提方法簡(jiǎn)單有效，可為電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供決策支持。

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