[發(fā)明專利]基于序優(yōu)化和馬氏鏈的多狀態(tài)電力系統(tǒng)可靠性分析方法

有效

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• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107909185B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 丁一;胡怡霜;葉承晉;加鶴萍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種基于序優(yōu)化和馬氏鏈的多狀態(tài)電力系統(tǒng)可靠性分析方法。對所有系統(tǒng)進行分類找出基本系統(tǒng)，利用馬氏鏈及其通用生成函數(shù)計算求出基本系統(tǒng)的可靠度；通過第一修正方法計算獲得剩余系統(tǒng)的粗略可靠度，利用序優(yōu)化算法BP針對所有多狀態(tài)電力系統(tǒng)的粗略可靠度進行處理進行第一次篩選；基于基本系統(tǒng)的可靠度，通過第二修正方法計算獲得剩余系統(tǒng)的精確可靠度，利用序優(yōu)化算法BP進行第二次篩選；最后通過馬氏鏈及其通用生成函數(shù)獲得可靠度最高的多狀態(tài)電力系統(tǒng)。本發(fā)明求取所用的時間是大大的縮減，篩選過程具有更準確的精確度，適用于系統(tǒng)，更加適用于現(xiàn)實情況。

技術領域

本發(fā)明涉及了一種電力系統(tǒng)優(yōu)化處理方法，涉及在多狀態(tài)電力系統(tǒng)可靠性分析中的基于序優(yōu)化和馬氏鏈的多狀態(tài)電力系統(tǒng)可靠性分析方法。

背景技術

可靠性技術是在第二次世界大戰(zhàn)后首先從航天工業(yè)和電子工業(yè)發(fā)展起來的，目前已滲透到宇航，電子，化工，機械等許多工業(yè)部門?？煽啃约夹g滲透到電力工業(yè)和電工設備制造業(yè)始于20世紀60年代中期，以后發(fā)展的非常迅速。電力系統(tǒng)的功能是向用戶盡可能可靠地經(jīng)濟地提供合格的電能，它的可靠性可定義為向用戶提供質量合格，連續(xù)的電能的能力，這種能力通常用概率表示。所謂質量合格，就是指電能的頻率和電壓必須保持在規(guī)定范圍以內。

電力系統(tǒng)可靠性評估是計算分析可能故障狀態(tài)的概率與后果,得出反映系統(tǒng)可靠性水平的一系列指標。然而,在一個具有幾百乃至上千個元件的實際系統(tǒng)中，可能發(fā)生的故障狀態(tài)的數(shù)量巨大。由于計算時間與計算資源的限制,在實際評估中不可能對所有可能的故障狀態(tài)進行評估。因此,狀態(tài)枚舉法僅篩選對系統(tǒng)可靠性貢獻大的故障狀態(tài)進行評估。最常用的選擇方法是截止故障重數(shù),即選擇2重或3重以下故障狀態(tài),忽略更高重的故障狀態(tài)。該方法的優(yōu)點是所選狀態(tài)的概率之和接近于1,且數(shù)量較少。但是,在實際系統(tǒng)中,由于元件的停運概率不同,一些高重故障會比低重故障的發(fā)生概率大。以具有71個元件的IEEE-RTS系統(tǒng)為例,當元件采用2狀態(tài)模型時,考慮N-3的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)量是57226,概率之和為0.95110503。實際上,概率較大的前57226個狀態(tài)包括16786個0～3重故障狀態(tài)和40440個4重～6重故障狀態(tài),概率之和為0.98976138。這些高重故障狀態(tài)的概率大且后果嚴重,對系統(tǒng)的可靠性影響很大,而通過截止故障重數(shù)進行狀態(tài)篩選會忽略掉這些大概率高重故障。

現(xiàn)有的多狀態(tài)電力系統(tǒng)可靠性計算方法中，最常見的就是馬氏鏈以及蒙特卡洛算法。如果希望在一系列的多狀態(tài)電力系統(tǒng)中求取具有最高可靠性的系統(tǒng)，往往采用窮舉的方法，，即馬氏鏈或蒙特卡洛算法計算所有系統(tǒng)的可靠性，這種方法會消耗很長的計算時間，幾小時甚至幾天；就算不采用窮舉的辦法，而只計算部分系統(tǒng)，也往往不能準確的選出具有代表性的系統(tǒng)，往往會使最終結果不準確。

而對于系統(tǒng)而言。序優(yōu)化算法的HR規(guī)則不再適用，會降低結果的準確性，現(xiàn)有技術缺少一種能準確求取可靠度最高系統(tǒng)的方法。

發(fā)明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于序優(yōu)化和馬氏鏈的多狀態(tài)電力系統(tǒng)可靠性分析方法。本發(fā)明方法從時間以及精度上改進傳統(tǒng)方法，運用于在一系列多狀態(tài)電力系統(tǒng)中，能求取獲得滿足可靠度要求下的成本最低經(jīng)濟性最好的多狀態(tài)系統(tǒng)，并且用時遠遠小于以前的傳統(tǒng)算法。

如圖1所示，本發(fā)明的技術方案如下：

第一步：對所有的多狀態(tài)電力系統(tǒng)進行分類，每一類中找出一個最具有代表性的基本系統(tǒng)，并且利用馬氏鏈及其通用生成函數(shù)計算求出基本系統(tǒng)的可靠度；

第二步：考慮多狀態(tài)電力系統(tǒng)中元件串并聯(lián)元件的不同點，基于基本系統(tǒng)的可靠度，通過第一修正方法計算獲得除基本系統(tǒng)以外的每個多狀態(tài)電力系統(tǒng)的粗略可靠度，利用序優(yōu)化算法BP針對所有多狀態(tài)電力系統(tǒng)的粗略可靠度進行處理進行第一次篩選，通過篩選再次減少了計算量；

第三步：考慮多狀態(tài)電力系統(tǒng)中內外部元件串并聯(lián)元件的區(qū)別，基于基本系統(tǒng)的可靠度，通過第二修正方法計算獲得除基本系統(tǒng)以外的每個多狀態(tài)電力系統(tǒng)的精確可靠度，利用序優(yōu)化算法BP進行第二次篩選；