[發(fā)明專利]基于概率-時序不確定性的配電系統(tǒng)狀態(tài)概率評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010575474.4
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111709587B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷達;常瀟;田赟;張世鋒;李勝文;李慧蓬;張敏;趙旭偉;梁定康
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)山西省電力公司;太原理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于概率-時序不確定性的配電系統(tǒng)狀態(tài)概率評估方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：建立概率不確定性模型：

(1)確定電源輸出功率的概率分布：以電源總計n年的歷史同期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確定配電網(wǎng)在歷史同期時間的輸出曲線P_i(t),t∈[T,T+△t]，將每一年同一時刻輸出功率相加，即可得到配電網(wǎng)在過去n年內(nèi)的總輸出功率隨時間變化的曲線P_total(t),t∈[T,T+△t]：

將公式(1)確定的總輸出功率的數(shù)值按照從大到小的順序排列，得到曲線Q(t)，將連續(xù)變化的電源總輸出功率，分為n個恒定功率的出力等級，n的數(shù)量與模型精度有關(guān)，出力等級越多，模型的精確度越高；

最后，確定不同出力等級的離散概率分布，當確定了配電網(wǎng)中電源的總出力等級之后，可確定出力等級為Gi，i＝1，2，3……n，的持續(xù)時間T_Gi，因此，出力等級為G_i的狀態(tài)概率P_Gi為：

式中：T_G為電源出力總時長；

(2)確定負荷功率的概率分布：

采用與步驟(1)中相同的方法，以總計n年的負荷功率的歷史同期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確定配電網(wǎng)在歷史同期時間的功率曲線L_i(t),t∈[T,T+△t]，將每一年的同一時刻負荷功率相加，即可得到配電網(wǎng)在過去n年內(nèi)的總負荷功率隨時間變化的曲線L_total(t),t∈[T,T+△t]；其次，將總負荷功率的數(shù)值按照從大到小的順序排列，選取多個等級對L_total(t)進行模型分析；最后，確定不同負荷功率等級的離散概率分布；負荷需求等級為L_i的狀態(tài)概率P_Li為：

式中：T_Li為負荷功率等級Li的持續(xù)時間，T_L為負荷功率總時長；

(3)確定發(fā)電功率能滿足負荷功率的概率；

如果發(fā)電功率滿足負荷功率這個事件成立，則需要在確定某一發(fā)電功率的情況下，負荷功率小于發(fā)電功率；根據(jù)這種邏輯，可以得到未來某時刻配電網(wǎng)中發(fā)電功率滿足負荷功率的邏輯框圖；根據(jù)邏輯框圖推導出未來某時刻發(fā)電功率滿足負荷功率的概率的公式(4)，根據(jù)公式(4)可以評估概率不確定性-P因素下發(fā)電功率滿足負荷功率UP的概率P_UP-P：

式中：n和m分別是電源出力和負荷需求的級別總數(shù)，P_i是電源出力處于級別i的概率，G_i是第i級別的電源出力功率，P_j是負荷需求處于級別j的概率，L_j是第j級別的負荷需求功率；

步驟二：建立時序不確定性模型；

已知電源時序輸出功率曲線G(t)和負荷時序需求功率曲線L(t)，取兩條曲線相同時刻的值進行對比，將配電系統(tǒng)某時刻狀態(tài)劃分為工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，工作狀態(tài)為A狀態(tài)，此時G(t)≥L(t))；故障狀態(tài)為L狀態(tài)，此時G(t)L(t)，可知：△t越小，模型越精確；在間隔為△t的條件下，分別取對應(yīng)于同一時刻的電源輸出功率和負荷需求功率，點abcdefg…為其中一個時刻的電源輸出功率，點a*,b*,c*,d*,e*,f*,g*…為其中一個時刻的負荷需求功率，點a和a*、b和b*、c和c*…對應(yīng)于同一時刻；

配電系統(tǒng)可靠性評估將元件或系統(tǒng)分為故障狀態(tài)0和工作狀態(tài)1，并通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換率λ_1→0和λ_0→1研究各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移規(guī)律，計算公式如下所示：

式中：N_1→0為從工作狀態(tài)到故障狀態(tài)的次數(shù)，N_0→1為從故障狀態(tài)到工作狀態(tài)的次數(shù)，D₁為系統(tǒng)處于工作狀態(tài)的時間，D₁₀系統(tǒng)處于故障狀態(tài)的時間；

根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換率的計算公式，按照已知電源時序輸出功率曲線G(t)和負荷時序需求功率曲線L(t)，取兩條曲線相同時刻的值進行對比，將配電系統(tǒng)某時刻狀態(tài)劃分為“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)，選定時間間隔△t，確定T時刻以前配電系統(tǒng)中“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)N_1→0和N_0→1，以及配電系統(tǒng)處于中“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)的總時長D₀和D₁；

可修復系統(tǒng)的可用性A(t)和不可用性Q(t)的計算公式如下：

當t趨于無窮大時，A(t)和Q(t)都存在極限：

根據(jù)以上公式評估時序不確定性-T因素下發(fā)電功率滿足負荷功率UP的概率P_UP-T：

步驟三：建立概率-時序不確定性模型：步驟一和二從概率不確定性和時序不確定性兩個角度計算了未來配電系統(tǒng)失電狀態(tài)概率；將概率不確定性預測過程定義為事件A，時序不確定性預測過程定義為事件B，同時使用兩種方法結(jié)合的預測過程定義為事件C，即采用概率-時序不確定性方法；事件A和B的兩個預測過程相互獨立，其預測的結(jié)果之間沒有相關(guān)性；因此，事件C為事件A和事件B的交集；根據(jù)相互獨立事件的特性，得到以下公式來評估概率-時序不確定性-P-T因素下發(fā)電功率滿足負荷功率UP的概率P_UP-P-T：

P_UP-P-T＝P_UP-P×P_UP-T (12)。