[发明专利]基于数据驱动的电力系统可靠性逆问题建模与计算方法

说明书

一种基于数据驱动的电力系统可靠性逆问题建模与计算方法，包括以下步骤：步骤1，基于非序贯蒙特卡罗法，构建可靠性指标关于元件可靠性参数的解析表达式；步骤2，将工程实际中的元件可靠性参数的区间进行均匀采样，代入步骤1获得的解析式求取可靠性指标，获得数据样本；步骤3，利用步骤2的数据样本，使用高阶多项式逼近可靠性指标关于元件可靠性参数的解析表达式，获得高阶多项式模型；步骤4，使用步骤3中的高阶多项式模型，代入可靠性指标，计算可靠性参数。本发明实现了基于数据驱动原理的可靠性逆问题建模与求解方法。

技术领域

本发明涉及到电力系统可靠性技术领域，具体涉及，基于数据驱动的电力系统可靠性逆问题建模与计算方法，更具体地，涉及一种基于数据驱动的电力系统可靠性参数计算方法，即采用高阶多项式逼近的可靠性逆问题求解。本发明中的可靠性逆问题是指，由已知的可靠性指标求取未知的元件可靠性参数的过程。

背景技术

真实准确的元件可靠性参数是可靠性评估的基础，准确的可靠性评估结果对电力系统的规划具有重要参考意义。错误的元件可靠性参数可能会导致难以兼顾系统的经济性和安全性。元件可靠性参数通常由同类型元件的故障历史统计数据经过点估计得来，若历史统计数据有误，则估计出的元件可靠性参数可能有误。由于设备停运数据的不足或缺失、人工记录易受主观影响等原因，元件故障统计常会出现错误数据，在此基础上求取的元件可靠性参数会出现错误，进而在电力系统规划时无法实现精准投资，导致系统投资过度或者安全可靠性不足。因此，对元件可靠性参数进行求取或校正显得尤为重要。

利用可靠性指标信息可以求取或校核未知的可靠性参数。可靠性评估通常指利用已知的可靠性参数获得系统或节点的可靠性指标。由于与可靠性评估的数据流方向相反，我们把由已知的可靠性指标求取未知的元件可靠性参数的过程，称之为可靠性评估逆问题。可靠性逆问题的概念在本专利中首次提出，当前关于可靠性逆问题的相关研究较少。已有的相近的研究工作主要包括可靠性参数校正和可靠性参数优化。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于数据驱动的电力系统可靠性逆问题建模与计算方法。值得注意的是，可靠性逆问题是指，由已知的可靠性指标求取未知的元件可靠性参数的过程。

本发明采用如下的技术方案。一种基于数据驱动的电力系统可靠性逆问题建模与计算方法，包括以下步骤：

步骤1，基于非序贯蒙特卡罗法，构建可靠性指标关于元件可靠性参数的解析表达式；

步骤2，将工程实际中的元件可靠性参数的区间进行均匀采样，代入步骤1获得的解析式求取可靠性指标，获得数据样本；

步骤3，利用步骤2的数据样本，使用高阶多项式逼近可靠性指标关于元件可靠性参数的解析表达式，获得高阶多项式模型；

步骤4，使用步骤3中的高阶多项式模型，代入可靠性指标，计算可靠性参数。

优选地，步骤1具体包括：

步骤1.1，基于条件概率准则，从非序贯蒙特卡罗模拟过程中提取待求元件可靠性参数；

步骤1.2，构建失负荷频率、失负荷概率和缺供电量期望关于可靠性参数的解析表达式。

优选地，步骤1.1中，可靠性参数包括：故障率和修复率。

优选地，步骤1.2中，缺供电量期望指标以如下公式表示，

式中：

EENS表示缺供电量期望，

M表示组合状态的数量，以F_j，j＝1,2,…,M，表示M个组合状态，