[发明专利]一种基于改进蒙特卡洛法的电力系统可靠性评估方法

说明书

本发明提出了一种基于改进蒙特卡洛法的电力系统可靠性评估方法，通过将故障集进行分类，在理论上较为完备地考虑了系统可能出现的所有故障状态，将这些故障状态分至排序故障和抽样故障2个子集合，通过改变设定值来划分2个子集合的大小，各自选取最优方法进行考虑，该方法可灵活分配各故障集大小，并在抽样过程中对各重故障状态的抽样次数进行最优分配，避免对零故障区域抽样的效率浪费，在系统可靠性提高时不会出现抽样退化现象，可有效提高评估效率。

技术领域

本发明专利涉及电力系统可靠性评估领域，尤其是一种基于改进蒙特卡洛法的电力系统可靠性评估方法。

背景技术

电力系统是为工业生产和人民生活提供电力来源以保障国民经济快发发展和人民生活正常进行的重要基础性设施，随着工业生产的快速发展和人民生活的不断提高，保证电力系统运行的可靠性、保证电力系统电能质量成为新时代人们对电力系统的主要要求，电力系统的可靠性主要是指电力系统在正常运行的情况下能够连续不断的为用户输送高质量电能并保证能够满足需求的电能量的综合能力，电力系统可靠性是衡量电力系统运行能力和供电可靠性的重要指标，电力系统在实际的运行过程中会受到多方面的原因造成可靠性的下降，同时今年来电力系统停电事故的不断发生，使国家经济和人民的生活都受到了严重的影响，因此对电力系统可靠性的评估，可有效的指导电力系统的规划建设，提高电力系统的安全运行能力，促进我国电力系统的快速发展。

目前，对电力系统的可靠性评估的基本方法主要有概率性评估方法与确定性评估方法两种类型。对于整个电力系统来说，电力系统是一个随机性较强的系统，各种影响可靠性的因素都是随机的，运用确定性方法时会使评估的结果出现较大的误差，不能够科学的对整个电力系统有效的评估，而作为概率性评估方法的解析法和蒙特卡洛法是对电力系统进行可靠性评估的基本方法，这两种方法均以系统随机状态发生的概率对随机状态的后果进行评估，解析法在运用的过程中计算得到的精确度较高，但是随着电力系统规模的扩大，其分析的状态数目不断增多，不适合用于大型电力系统的可靠性评估，蒙特卡洛法在实际的运用过程中，其计算精度不随电力系统规模变化的影响，但由于无法避免对零故障状态空间的抽样，大量的抽样点会落在无故障区域，从而导致系统可靠性提高时出现抽样效率退化现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种故障集分类法，通过选取各重故障截止概率，将各重故障状态分至2个子集合分别予以考虑：将发生概率大于故障截止概率的k重故障状态分至排序故障集，采用改进快速排进行解析分析，通过最少的比较次数获得最精确的指标；将发生概率小于故障截止概率的k重故障状态分至抽样故障集，采用自寻优分层均匀抽样法进行蒙特卡罗模拟分析，可以高效地获得指标估计值。该方法可灵活分配各故障集大小，并在抽样过程中对各重故障状态的抽样次数进行最优分配，避免对零故障区域抽样的效率浪费，在系统可靠性提高时不会出现抽样退化现象。

本发明采取的技术方案具体为：一种基于改进蒙特卡洛法的电力系统可靠性评估方法，包括：

步骤1)：将系统元件构成的状态集合Ω分为排序故障集Ω_F和抽样故障集Ω_M；输入系统数据；

步骤2)：通过改进快速排序算法，选择系统状态；对系统状态进行可靠性评估；更新可靠性指标；

步骤3)：判断系统故障状态概率是否小于截止概率a_k，若否，返回步骤2)，若是，则执行步骤4)；

步骤4)：采用自寻优分层均匀抽样法对中的状态进行蒙特卡罗抽样分析，达到预期精度时，抽样结束，输出估计值；

进一步的，当排序出的故障发生概率累积之和达到设定值时，停止排序，并将排序出的最后一个故障状态发生概率选取为截止概率a_k，将已排序的故障状态归入排序故障集Ω_F，采用解析法分析Ω_F中的状态对可靠性指标的影响；