[發(fā)明專利]電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的可靠性評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410077122.0
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103914788B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 黃嘉健;鄭文杰;李端姣;陳炯聰;余南華;黃曙;汪隆君;王鋼;陳小軍;趙繼光;李傳健;周克林;陳輝;張曉平;宋旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院;華南理工大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 王茹,崔春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的可靠性評估方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)完成電能輸送需要經(jīng)過發(fā)電、輸電、配電等幾個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)作為一個環(huán)節(jié)參與電能輸送，使得電網(wǎng)成為一個多環(huán)節(jié)系統(tǒng)。根據(jù)“統(tǒng)一調(diào)度、分級管理”原則，電網(wǎng)可被劃分為省級電網(wǎng)、地級電網(wǎng)和配電網(wǎng)三個層次。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、一次設備、二次系統(tǒng)、運行特性和控制行為直接影響供電能力和供電質(zhì)量，其系統(tǒng)可靠性由電源向負荷逐級傳遞，經(jīng)過省級電網(wǎng)、地級電網(wǎng)和中壓配電網(wǎng)，最終通過供電可靠性指標來表征。可見，電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)可靠性不僅與配電網(wǎng)電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)、電氣參數(shù)、設備可靠性參數(shù)相關(guān)，也與上級輸電網(wǎng)可靠性緊密相關(guān)。

可靠性評估一般有模擬法和解析法兩種分類。模擬法是基于蒙特卡洛模擬法對可靠性評估涉及的隨機變量都采用抽樣技術(shù)求取可靠性指標的概率分布，速度慢、耗時嚴重、收斂性能差；解析法具有物理概念清晰，計算速度快，結(jié)果精確的優(yōu)點。傳統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性評估則隱式假設其電源絕對可靠（可用率為100%），即忽略上級輸電網(wǎng)可靠性對配網(wǎng)可靠性的影響。而事實情況是輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)間的可靠性聯(lián)系緊密且不可分割。假設配電網(wǎng)電源絕對可靠勢必造成系統(tǒng)可靠性指標評估較為樂觀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種考慮電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的可靠性評估方法，采用的方案如下。

一種電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的可靠性評估方法，包括步驟：

建立基于回路的輸電網(wǎng)可靠性評估模型；

采用狀態(tài)枚舉法對輸電網(wǎng)預想故障的概率進行計算；

通過負荷削減的方式對線路過載或電壓越限的輸電網(wǎng)預想故障狀態(tài)進行校正；

計算作為配電網(wǎng)電源點的輸電網(wǎng)目標負荷點的可靠性指標；

將輸電網(wǎng)目標負荷點的可靠性指標等值為配電網(wǎng)電源點的可靠性指標；

對配電網(wǎng)作饋線分區(qū)建模；

枚舉配電網(wǎng)最小隔離區(qū)的預想故障；

計算配電網(wǎng)最小隔離區(qū)的可靠性指標；

根據(jù)配電網(wǎng)最小隔離區(qū)的可靠性指標計算配電網(wǎng)的可靠性指標。

本發(fā)明的電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的可靠性評估方法，通過負荷-電源可靠性等值來量化輸電網(wǎng)對配電網(wǎng)可靠性的影響，突破了傳統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性假設完全可靠的局限，計算結(jié)果符合電網(wǎng)工程實際；且本方法以回路為輸電網(wǎng)可靠性評估的基本單位，進一步形成預想事故集，不僅有助于大幅減少預想事故集中系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)，而且有利于可靠性工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。本方法可用于分析可靠性指標對輸電網(wǎng)/配電網(wǎng)相關(guān)可靠性參數(shù)及其增強性措施的靈敏度，從而進一步指導供電企業(yè)的規(guī)劃、運行與維護工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的可靠性評估方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明所用的IEEE-RTS79輸電網(wǎng)系統(tǒng)；

圖3為本發(fā)明所用的IEEE-RBTS BUS6配電網(wǎng)系統(tǒng)。

具體實施方式

本發(fā)明從映射的角度，將輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)作為有機聯(lián)系的整體，通過多環(huán)節(jié)系統(tǒng)之間的可靠性等值，客觀定量評估系統(tǒng)可靠性指標。既可以通過快速的方法，評估輸電網(wǎng)中與配網(wǎng)最直接相關(guān)的負荷節(jié)點的指標，又可以從整體全面去研究影響供電可靠性的相關(guān)因素，為電網(wǎng)的規(guī)劃、運行及檢修工作提供宏觀參考。

輸電網(wǎng)元件數(shù)目眾多、拓撲聯(lián)系復雜，元件間的聯(lián)系可用串并聯(lián)關(guān)系逐步簡化，為此引入“回路”概念劃分元件、簡化網(wǎng)絡，建立基于回路的輸電網(wǎng)可靠性模型。采用狀態(tài)枚舉法，對可能發(fā)生的故障狀態(tài)進行枚舉，通過拓撲分析與潮流計算，檢驗電網(wǎng)運行安全性約束是否滿足，并以最優(yōu)負荷削減模型計算非正常運行或故障狀態(tài)下的負荷削減量。枚舉結(jié)束后，算得目標負荷點的可靠性指標：年均負荷削減頻率λ_L、年均負荷削減時間γ_L。

配電網(wǎng)可靠性評估方法基于區(qū)域可達性分析，將可靠性評估轉(zhuǎn)化為配電區(qū)域與電源點的連通性問題，通過可達性矩陣分析實現(xiàn)配電網(wǎng)分區(qū)和故障后果模式判定。配電網(wǎng)可靠性不僅與本級的網(wǎng)絡拓撲和元件配置有關(guān)，還與作為電源的輸電網(wǎng)可靠性緊密聯(lián)系。為量化輸電網(wǎng)對配電網(wǎng)可靠性指標的影響，又考慮到由于變電站出線都配置有斷路器可形成僅含電源的最小隔離區(qū)。最小隔離區(qū)是配電網(wǎng)可靠性評估的基本單位，其參數(shù)包括平均故障率λ、年均故障時間γ，這與負荷點可靠性指標完全吻合，實現(xiàn)負荷-電源可靠性等值。因此將輸電網(wǎng)負荷節(jié)點的λ、γ指標作為輸入?yún)?shù)傳遞至配電網(wǎng)可靠性評估，實現(xiàn)電網(wǎng)多環(huán)節(jié)系統(tǒng)可靠性評估。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案如圖1所示，包括以下步驟：