[發明專利]一種故障率非恒定的配電系統可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201610032147.8
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105701574B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 江兵;靳為為;張華清
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 朱小兵

本發明公開了一種故障率非恒定的配電系統可靠性評估方法，元件的故障率浴盆曲線特征通過一個新的多參數威布爾分布函數進行模擬，并根據元件歷史故障數據采用準牛頓法（BGFS）進行函數參數的估計而得出元件故障率函數參數的值。同時元件的修復時間函數采用指數分布函數來表征。本發明結合常用的故障樹（FT）—貝葉斯網絡（BN）系統可靠性評估方法來進行負荷點可靠性指標計算，最終計算配電系統的可靠性指標。本文提出的評估方法能夠為配電技術領域提供一定的借鑒。

技術領域

本發明涉及一種配電系統可靠性評估方法，特別涉及一種故障率非恒定的配電系統可靠性評估方法。

背景技術

配電系統可靠性問題本質是解決電網系統經濟性、安全性以及設備利用率等之間的關系，通過分析影響電網可靠性的因素、動態和靜態指標，構建一種動態的平衡模型，最終提出有效的運營和管理機制，以達到電能的最大化利用和經濟成本、利益等的最優化。2011年，重慶、北京、上海等城市開展了可靠性示范工程建設。2013年，深圳市開展了城市高可靠性示范區建設。配電網可靠性技術的發展對城市的發展具有極大的推動作用。

作為電力部門與用戶聯系的重要環節，電力系統的故障檢修能力極大影響著供電效率與能力，而組成配電系統的主要可修復元件如：配電變壓器、饋線、斷路器、分段開關、母線、負荷開關等，其可靠性的高低直接影響著系統的性能，因此對元件的故障規律分析在配電系統可靠性的評估分析中極其重要。

采用多參數新威布爾函數來模擬元件非恒定故障率的變化特性，結合故障樹—貝葉斯理論進行配電網可靠性指標的計算，是電力工程領域內關于可靠性評估的一種實用方法。在現有關于電力系統可靠性評估的研究中，華北電力大學趙洪山[趙洪山，趙航宇.考慮元件動態故障率變化的配電網可靠性評估，電力系統保護與控制，2015年第43卷11期]采用指數分段函數來描述元件動態故障率變化，齊先軍[齊先軍，彭翔天.基于浴盆曲線故障率函數的配電系統可靠性評估算法，電力系統保護與控制，2015年第43卷第5期]基于一種改進的威布爾函數進行元件故障率變化的建模。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種故障率非恒定的配電系統可靠性評估方法，在元件動態故障變化的情況下，結合貝葉斯理論，為配電系統可靠性評估提供一種新的評估方法。本發明提出多參數新威布爾函數，結合歷史數據能夠很準確的模擬元件非恒定故障率的變化特性，并且能夠通過建立數學模型來預測給定結構的配電系統的性能。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種故障率非恒定的配電系統可靠性評估方法，具體步驟如下：

步驟1，采用如下多參數威布爾分布函數模擬元件故障率；導入元件歷史故障數據，采用準牛頓法BGFS對多參數威布爾分布函數的參數進行估計，從而得到準確表征元件故障率變化的浴盆形曲線；其中，多參數新威布爾函數NMWD為：

λ(t)＝α·(β-θ·t)·t^β-1exp(θ·t)

其中，λ(t)為元件故障率，t為元件運行時間，α為比例參數，β為形狀參數，θ為尺度參數；

步驟2，采用指數函數來表征元件修復率函數，根據歷史規律給定元件修復率指標；

步驟3，分析配電系統結構，采用故障樹-貝葉斯網絡FT-BN系統可靠性評估方法進行負荷點可靠性指標的計算，具體為：

根據故障樹-貝葉斯網絡FT-BN分析方法，建立分層的貝葉斯模型，運用貝葉斯雙向推理代入各個元件的故障率和修復率進行負荷點可靠性指標的計算；

步驟4，根據步驟3中得到的負荷點可靠性指標，計算配電系統的可靠性指標。

作為本發明的進一步優化方案，所述元件故障率λ(t)在其生命周期內取值范圍為λ(t)∈[0，5]。