[發明專利]基于蒙特卡羅模擬法的電力系統充裕度分析方法

在審

• 申請號: 201310213429.4
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN104156770A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 趙維興;劉振銘;劉明;姚剛;田年杰;汪明清;王成亮;滕歡;劉念;李華強;陳實;邱曉燕;周步祥;舒勤
• 申請（專利權）人: 貴州電網公司電力調度控制中心;四川大學
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/06
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 熊曉果;王蕓

技術領域

本發明涉及電力系統充裕性分析領域，特別涉及一種基于蒙特卡羅模擬法的電力系統充裕度分析方法。

背景技術

電力系統充裕性是指電力系統在系統內發、輸、變電設備額定容量和電壓波動允許限度內，考慮元件的計劃和非計劃停運及運行約束條件下連續地向用戶提供電力和電能量需求的能力。充裕性指標反映在研究時間段內電力系統在靜態條件下系統容量滿足負荷電力和電能量需求的程度。

經驗表明，災害天氣條件下元件發生故障的可能性將大大增加，由于電力系統輸配電線路特別是長距離高壓輸電線路長期處在復雜的天氣環境中，其故障的發生受天氣變化的影響很大，因此，元件的原始參數如故障率是其所處天氣狀態的函數。

惡劣天氣出現的概率雖然不高，但在惡劣天氣條件下元件發生故障的機會明顯增加，并對元件產生巨大的破壞作用，使輸電網和配電網發生多種相關和不相關故障的可能性急劇增加，發生所謂的“故障聚集”現象。因此，在電力系統充裕性評估中考慮天氣變化對充裕性的影響十分必要。

電力系統充裕性評估的結果受天氣變化的影響很大，充裕性評估的模型是所有問題研究的重點。本文建立了考慮天氣狀態時充裕性評估的數學模型，提出了在災害天氣條件下系統元件故障率的計算方法，并采用基于元件狀態持續時間抽樣的蒙特卡羅模擬法，計算得出電網的評估結果，為電網的充裕度分析提供依據。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種基于蒙特卡羅模擬法的電力系統充裕度分析方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種基于蒙特卡羅模擬法的電力系統充裕度分析方法，包括以下步驟：

步驟a、收集元件數據形成系統信息：通過收集元件在不同天氣條件下發生故障的次數，以一個日歷年為單位計算得到故障率的平均值；

步驟b、對元件狀態持續時間抽樣形成系統狀態序列：對元件的運行狀態和故障狀態進行持續時間抽樣，抽樣法采用時序的蒙特卡羅模擬法，電力系統元件運行時間和故障狀態下修復時間服從指數分布，根據元件的故障率和修復率確定該元件在給定時間段內的狀態和狀態持續時間，再根據給定時間段內電力系統所有元件的狀態和狀態持續時間，得到系統的狀態序列和持續時間；

步驟c、對電力系統內各系統狀態進行評估：按照時間順序取系統狀態序列中的一個系統狀態，進入故障評估流程，并保存評估結果；若該系統狀態已評估過，則讀入該狀態的評估結果；在系統狀態序列評估完成后，統計評估結果，計算相應的充裕性指標；所述充裕性指標包括切負荷概率P_PLC、年切負荷頻率F_EFLC、年切負荷持續時T_EDLC、每次切負荷持續時T_ADLC、負荷切除期望值C_ELC、電量不足期望值E_EENS；

步驟d、得到電力系統故障嚴重度：通過系統的充裕性指標的計算結果，得到電力系統故障嚴重度，電力系統故障嚴重度通過嚴重程度指標S_SI、電力系統削減電量指標I_BPECI和系統停電指標I_BPII表示。