[發(fā)明專利]基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法

在審

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• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104504246A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程林;劉滿君;王旭;吳強;高松;黃河;高濱;田浩
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);江蘇省電力公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)可靠性是可靠性理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，是電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標準和所需數(shù)量不間斷地向電力用戶供應(yīng)電力和電能量能力的度量。根據(jù)電力系統(tǒng)可靠性評估的內(nèi)容將電力系統(tǒng)可靠性理論研究分成了三個層次：第一層為發(fā)電系統(tǒng)可靠性評估，第二層為發(fā)輸電合成系統(tǒng)可靠性評估，第三層為包括發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)可靠性評估。第二層在第一層的基礎(chǔ)上增加了輸電系統(tǒng)可靠性評估；第三層在第二層的基礎(chǔ)上又增加了發(fā)電廠變電站電氣主接線、配電系統(tǒng)可靠性評估。在發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估方面，包括充裕度和安全性兩方面。充裕度是指發(fā)輸電系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)、輸、變電設(shè)備額定容量和電壓波動容許限度內(nèi)，考慮元件的計劃和非計劃停運以及運行約束條件下連續(xù)地向用戶提供電力和電能量的能力，其中，充裕度又稱靜態(tài)可靠性，即在靜態(tài)條件下，系統(tǒng)滿足用戶對電力和電能量需求的能力。安全性是指發(fā)輸電系統(tǒng)經(jīng)受住突然擾動并不間斷地向用戶提供電力和電量的能力，其中，突然擾動是指突然短路或失去非計劃停運的系統(tǒng)元件。

相關(guān)技術(shù)中，發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估方法主要分為解析法與模擬法。解析法的主要特點是可以采用較嚴格的數(shù)學(xué)模型和有效算法進行系統(tǒng)的可靠性計算，準確度較高。最常用的解析法為故障重數(shù)截止法，即枚舉系統(tǒng)狀態(tài)至某一指定的重疊故障數(shù)，然而，枚舉法的計算量卻隨著故障重數(shù)的增加和系統(tǒng)規(guī)模的增大而急劇增加，因此窮舉所有系統(tǒng)狀態(tài)通常是不可能的。蒙特卡羅模擬法有三種基本的抽樣方法，即元件持續(xù)時間抽樣法、系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移抽樣法和元件狀態(tài)抽樣法。在一定的精度要求下，模擬法的抽樣次數(shù)與系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度無關(guān)，因此特別適用于大型電力系統(tǒng)的快速評估計算，然而，模擬法的計算時間隨著指標誤差精度要求的提高而急劇增加，對于可靠性較高的系統(tǒng)尤其顯著。

發(fā)明內(nèi)容

本申請是基于發(fā)明人對以下問題的認識和發(fā)現(xiàn)作出的：

伴隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，系統(tǒng)元件數(shù)量增多，電力系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)呈指數(shù)增長，導(dǎo)致電力系統(tǒng)可靠性評估難度增加，尤其對復(fù)雜電網(wǎng)的可靠性評估，如何在保證計算精度的前提下，進一步提高可靠性評估速度，一直以來是工程應(yīng)用與理論研究的關(guān)注重點。

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種提高可靠性評估速度的基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法。

為達到上述目的，本發(fā)明實施例提出了一種基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法，包括以下步驟：構(gòu)建初始電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，以根據(jù)所述初始電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)分析電網(wǎng)的主體結(jié)構(gòu)，并消除小支路，以獲取簡化后的電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，其中，所述小支路為阻抗值較小的線路；根據(jù)所述電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)；通過蒙特卡洛模擬法對全網(wǎng)進行可靠性狀態(tài)抽樣，其中，采用時序模擬法對電力系統(tǒng)進行狀態(tài)抽樣，以模擬所述電力系統(tǒng)處于各狀態(tài)的持續(xù)時間及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移頻率；在可靠性狀態(tài)抽樣完畢之后，對抽樣得到的系統(tǒng)狀態(tài)進行后果評估，以評估電力系統(tǒng)可靠性后果，其中，后果評估包括輻射網(wǎng)設(shè)備故障可靠性后果評估與環(huán)網(wǎng)設(shè)備故障可靠性后果評估；以及統(tǒng)計所述電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標。

根據(jù)本發(fā)明實施例提出的基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法，通過對實際電網(wǎng)拓撲的分析，簡化網(wǎng)絡(luò)，減小電力系統(tǒng)可靠性評估計算量，進而提高可靠性評估速度，針對不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)，并在兩種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上分別開展可靠性評估，從而評估電力系統(tǒng)可靠性后果，并統(tǒng)計電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標，實現(xiàn)針對不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分別進行可靠性評估，可有效提高可靠性評估速度，為電網(wǎng)規(guī)劃、運行人員提供必要的輔助決策建議，同時可應(yīng)用于電力系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性評估當中。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一個實施例中，對于所述輻射網(wǎng)而言，從輻射網(wǎng)源點向負荷點搜索，當其中有線路故障時，該線路所連接的所有負荷均受到影響，因此，在對所述輻射網(wǎng)進行評估時，只需要找到這樣的事故集合，從故障線路開始搜索所有負荷點，并計算所帶負荷大小；對于所述環(huán)網(wǎng)而言，則需要針對不同的狀態(tài)，進行詳細的潮流分析方可得到對應(yīng)狀態(tài)的失負荷情況。