[发明专利]基于扩散理论的结构复杂配网可靠性评估方法

说明书

本发明公开一种基于扩散理论的结构复杂配网可靠性评估方法，包括：(1)收集目标配网的基础数据；(2)选择接线方式，确定开关设备、备用电源等在网络中的分布，确定配网运行方式；(3)生成有向图邻接矩阵，简化配网得到分块矩阵；(4)经过等效处理，厘清分块故障类型和负荷点停运类型，通过逻辑运算形成点块关系矩阵；(5)根据负荷点数学模型和点块关系矩阵，计算各负荷点的停运率和停运时间；(6)根据负荷点的数据，计算配网的系统可靠性指标。本发明基于节点故障扩散理论和分块思想，采用网络连通性分析，通过搜索算法和中间环节数据处理的改进和优化，得到可以有效精确计算配网系统可靠性指标的算法，从而反映配网的可靠性水平。

技术领域

本发明涉及电力系统可靠性评估技术领域，尤其涉及配网可靠性评估技术领域。

背景技术

在电力公司大力发展泛在物联网的背景下，越来越多的分散式资源接入传统电网，同时，社会的发展带来用电需求的增长，使得配网的结构越来越复杂，规模越来越庞大，作为连接用户的最后一个环节，其可靠性水平对供电质量有着直接而重要的影响。可靠性评估方法主要有模拟法和解析法两大类，蒙特卡罗模拟法是模拟法中的典型算法，它可以模拟配电网实际的运行情况，以抽样统计获得元件的可靠性参数，适用于复杂且庞大的配电网络，但得到的可靠性参数精度不高，运算过程耗时太长。解析法以故障枚举来获得负荷点可靠性数据，采用严格的数学模型和计算公式，概念清晰、模型精度高，但不能反映运行网络实时状态的可靠性水平。解析法的基础是故障模式影响分析法(Failure Mode andEffect Analysis，FMEA)，FMEA法需人工建立故障模式后果表，适用于结构简单的网络，对支路数较多、结构复杂的网络处理困难。为解决可靠性算法中存在的问题和改善算法缺点，目前研究出许多属于解析法这一类的可靠性评估算法，如最小割集法、最小路法、网络等值法、分层评估算法等，虽然在精确度方面没有问题，但存在软件编程复杂、计算时间较长、多模式切换对比困难等缺点，本发明的算法能够有效地解决上述问题，并且能处理开关设备种类多、数量多的网络，具有较强的通用性和工程实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种配网可靠性评估算法，它能够高效地计算结构复杂、规模庞大、开关设备众多的配网负荷点可靠性参数和系统指标，并且通过切换运行模式，获得不同资源配置下的可靠性数据，为技术人员提供更多的参考信息。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于扩散理论的结构复杂配网可靠性评估方法，该方法包括以下步骤：

1)收集目标配网的基础数据，对目标配网中的元件进行编号处理，其中基础数据包括各元件的可靠性参数、电气结构数据和物理数据；

2)选择接线方式，确定开关设备、备用电源在目标配网中的分布，确定目标配网运行方式；

3)生成有向图邻接矩阵，按照面向开关设备形成子分块，简化目标配网，根据节点扩散法来得到分块矩阵；

4)经过等效处理，厘清子分块故障类型和负荷点停运类型，通过逻辑运算形成点块关系矩阵；

5)根据负荷点数学模型和点块关系矩阵，计算各负荷点的停运率和停运时间；

6)根据可靠性计算数学模型和负荷点的数据，计算目标配网的系统可靠性指标，以评估目标配网的可靠性。

进一步的，所述步骤1)中的基础数据包括目标配网中的可修复元件的故障率、故障修复时间；不可修复元件故障后更换设备的更换时间、故障停运率和故障停运时间；线路长度，隔离开关操作时间、备用电源的倒闸操作时间、断路器的开闭合时间；负荷点平均负载、负荷点用户数、负荷点的停运率和停运时间。

进一步的，基础数据根据元件编号顺序存储在Excel表格中。