[发明专利]一种计及多电压等级的电网可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网可靠性评估技术领域，尤其指一种计及多电压等 级的电网可靠性评估方法。

背景技术

输电系统担负着将电能从各发电厂传输给用户的重要桥梁作用， 其可靠性将极大地影响整个电力系统的可靠性水平。我国对输电系统 可靠性的统计评价是基于《输变电设施可靠性评价规程》，侧重于对 输电系统中四大类单台设备的统计评价：第一类设备包括变压器、电 抗器、电压互感器、电流互感器、隔离开关、耦合电容器、阻波器、 避雷器、母线；第二类设备为断路器；第三类设备包括架空线路、电 缆线路；第四类设备包括全封闭组合电器。统计指标主要有：计划停 运系数、非计划停运系数、强迫停运系数、可用系数、运行系数等。 美国电科院在进行输电系统可靠性评价时，将系统按照两个不同的方 面进行统计：输送能力和输电服务能力。英国传统的可靠性评价体系 总体上与北美比较相似。文献“北美与英国输电系统可靠性评价方法 及启示”(谢伟.供用电,2009,26(1):1-3)指出英国输电系统运行管理 部门每年向英国能源监管机构汇报其电网性能情况，主要包括四项指 标：输电系统可用性、联络线可用性、输电系统安全性和输电系统供 电质量。英国关于输电系统可用性的定义与北美完全一致，也是指回 路的可用性。国内外对输电网可靠性评估方法的研究，主要包括确定 性方法和概率性方法两种。确定性方法通常根据预想的元件故障(规 定电力系统应能承受的发电系统或输电系统计划和非计划停运组合)， 通过计算分析给出系统性能的判断。例如：确定性的N-1准则已在电 力系统规划实践中应用多年，其要求单个元件停运不会造成负荷点失 负荷。其有两个缺点：一是没有考虑多元件同时失效；二是只分析了 元件失效事件的后果，忽略了其发生的概率和失去的电量等信息。概 率性可靠性评估方法主要分为解析法和模拟法两种。解析法是根据电 力系统元件的随机参数，建立精确的系统数学模型，通过数值计算方 法获得系统的各项指标，包括状态空间法、近似法和故障树法。由于 解析法采用的是严格的数学手段，计算结果可信度高。但是它的计算 量随系统规模的增大呈指数增长，所以解析法一般只适合于网络规模 较小而网络结构较强的系统，也就是说，当元件故障比较稀少但有重 大影响，且元件的数目不太多时，解析法可以充分发挥其概念清楚， 模型准确的优点。但对于大的电力系统，或当模型中需考虑的因素较 多时，解析法会变得非常复杂。模拟法是将系统元件的参数用随机数 表示，在计算机上模拟系统实际情况，按照对此模拟过程进行若干时 段的观察，估算需评估的可靠性指标。模拟法主要有非时序蒙特卡罗 法、时序蒙特卡罗法等。该类方法建立相关问题的概率模型或随机过 程模型，然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的 统计特征。其基本思想是，为了求解数学、物理、工程技术以及生产 管理等方面的问题，首先建立一个概率模型或随机过程，使其参数为 问题所要求的解，然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所 求参数的统计特征，最后给出所求解的近似值，而解的精确度可用估 计值的标准误差来表示。蒙特卡罗模拟法属于统计试验方法，比较直 观，可以发现一些人们难以预料的事故，而且蒙特卡罗模拟法的采样 次数与系统的规模无关，容易处理各种实际运行控制策略，所以蒙特 卡罗模拟法在进行大型电力系统的可靠性评估时更具有优越性。它的 主要不足在于计算时间与计算精度的相关性，也即是说为了获得精度 较高的可靠性指标，往往需要很长的计算时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案 进行完善与改进，提供一种计及多电压等级的电网可靠性评估方法， 以达到减少计算量且兼顾精度的目的。为此，本发明采取以下技术方 案。

一种计及多电压等级的电网可靠性评估方法，其特征在于包括如 下步骤：

1)数据获取步骤：获取影响输配电网整体可靠性的关键因素， 包括收集可靠性数据、选取可靠性指标；

2)建模步骤：根据收集的可靠性数据建立元件可靠性模型，根 据选取的可靠性指标建立可靠性指标的数学模型；确定输配电网整体 可靠性评估指标体系；在元件可靠性模型、可靠性指标的数学模型、 及输配电网整体可靠性评估指标体系的基础上，开发完成基于蒙特卡 洛模拟法的输配电网整体可靠性评估方法；输配电网整体可靠性评估 方法采用离散拉丁超立方重要抽样法，一方面，重要抽样法通过减小 样本空间方差的方式来加速蒙特卡罗模拟收敛；另一方面，离散拉丁 超立方抽样法是通过对样本空间进行均匀采样提高蒙特卡罗模拟的 收敛性；

3)评估步骤：收集可靠性计算所需要的数据，并根据可靠性评 估方法，对输配电网进行可靠性指标的一体化计算。