概率可靠性评估方法在电网规划中的应用现状及存在的问题研究

发输电组合系统概率可靠性评估已有30年的历史。但是，一直以来主要限于理论研究的范围，在实际工程中应用还有一些困难。一方面，就其目前的发展状况看，在输电系统可靠性评估中，概率评估方法在相当一段时间内还难于代替确定性方法，只能作为确定性方法的补充和辅助手段。但是，另一方面，目前全球范围内，特别是在那些电力系统高速发展的国家中，电力系统的结构、运行和管理都在发生着明显的变化。解除管制和竞价上市的结果使输电系统可靠性评估中长期采用的确定性方法不断受到质疑，这同时也为概率可靠性评估的发展和实际应用增加了新的动力，提供了发展契机。在这种新的形势下，这一研究领域将得到比从前更多的重视，在规划和设计中将发挥越来越重要的作用。

为了吸收引进国外的成功经验和总结其教训，并有利于电网规划工作的国际接轨，在了解国外可靠性准则的同时，对与之相关的概率评估技术的研究现状和适用范围也应获得全面深入的了解。本文基于这样的目的，在大量阅读文献的基础上，对发输电组合系统概率可靠性评估取得的成果作了概括性介绍，并对其适用性、存在的问题等进行了讨论。

一、发输电系统概率可靠性评估的发展过程

在发输电组合系统概率可靠性评估领域中出现过两个主要流派，分别以北美和欧洲学者为代表。北美学派采用解析法，而以意大利为代表的欧洲学者则主要采用Monte Carlo方法。发表于1969年和1970年的文献[6, 7]，较早介绍了采用条件概率方法代替传统方法评估复合系统可靠性的思路和方法。以一个假想的系统为例计算了各个负荷点的充裕度概率指标，此后，文献[11，12，14-18，19-21，]对这种方法进行了补充研究。采用Monte Carlo法的文献[8]较早发表于1972，由意大利学者提出。之后法国学者[9]和巴西学者[10]对这一方法进行了重要的补充研究。

1979年IEEE 提出了复合系统可靠性评估的试验系统。此后，复合系统可靠性评估的许多研究及不同方法的比较都以该试验系统为例。

1978年IEEE 概率方法应用分委员会提出了采用风险度进行可靠性评估的思想方法，并对充裕度和安全度两个基本概念进行了定义和讨论[13]。

从60年代末直到90年代初期，可看作是该研究领域的第一个发展阶段。这一阶段在评价特性方面只涉及充裕度领域，在研究深度上考虑的因素较少。在这段时间内其发展是缓慢的，并且没有受到电力公司的重视。为此，北美一些学者及IEEE概率方法应用分委员会曾作过多次调查和讨论。内容包括电力公司对概率指标计算和应用情况、对可靠性评估技术所持的态度、对发展趋势和改进建议的看法等等[2 ,3, 22, 29, 30]。这些调查和讨论对复合系统概率评估的发展起到了重要的指导作用，在后来的研究中电力公司提出的一些问题得到了解决。

第二个阶段始于90年代初。电力系统的分散管理、竞价上网的新形势为概率可靠性评估提供了由理论研究转向实用的机会；概率稳定性评估的发展，也为计算安全度概率指标提供了手段。

通过对系统运行状态按照充裕度和安全度水平进行分类[31]，计算状态转移概率，对系统运行状态距离不安全或不满足充裕度有了量的量度方法，同时也建立了一些安全度的概率指标。虽然，根据侧重点的不同，状态分类方法并不相同，但这种方法是该研究领域的一个重大突破，为建立具有深度的、考虑各种因素影响的、综合评估安全度和充裕度的计算工具提供了模型框架[1，5]。

文献[27]通过计算风险度指标，确定系统安全稳定运行极限，代替传统的确定性方法。

1992年BPA发表文献[23]，介绍了其可靠性准则修改过程和采用的方法。BPA采用概率方法对校核事件重新排队和分组，对扰动性能表进行了修改。这是用概率方法修改确定性准则的一次重要尝试。

成本/效益法是该研究领域中较重要的方法，在规划中作为确定性方法的重要补充手段，已经在发挥实际作用。它的思想方法和计算步骤文献[24]中有较为详细的介绍，相关文献还有[25，26]。此外，意大利电力公司采用这种方法决定传输线的额定容量，并作为可靠性准则使用。

二、主要研究方法及存在的困难

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