[发明专利]一种确定交直流配电网韧性的方法及系统

说明书

本发明公开了一种确定交直流配电网韧性的方法及系统，包括：基于线路故障率模型计算交直流配电网的每条线路在不同天气环境下的线路故障率；根据每条线路在不同天气环境下的线路故障率，利用蒙特卡洛方法确定每种天气环境下每条线路的运行状态；根据不同天气环境下每条线路的运行状态分别计算用于确定交直流配电网韧性的每种评价指标的指标值；根据每种评价指标的指标值确定交直流配电网的韧性，以根据所述韧性确定交直流配电网的韧性性能，实现对交直流配电网的韧性的准确评估。

技术领域

本发明涉及交直流配电网极端事件下应对技术领域，并且更具体地，涉及一种确定交直流配电网韧性的方法及系统。

背景技术

随着电力电子技术的跨越式发展和配电网保护控制自动化水平的长足进步，阻碍直流配电网应用和建设的难题逐渐被攻克。交直流混联的配电网(hybrid AC-DCdistribution grid，HDG)形式兼具了交流配网和直流配网的特性，既保留了传统交流配电网的优势又可以有效突破交流配电网的发展瓶颈，必将成为未来智能配电网主要结构形态之一。交直流混合配电网在广泛建设应用前，仍有关键技术问题需要得到解决，其中之一就是面对极端小概率高风险事件的韧性提升策略。

提升配电网韧性通常采取两种措施，一是灾前的预防措施，二是灾中/后的恢复措施。预防措施是在系统受到大扰动时，通过相关预报信息，提前判断扰动对配电网造成影响的严重程度，快速切换配电网运行模式，使配电网处于最佳运行状态，缩小停电范围、支撑关键负荷用电的调控方式。恢复措施是在系统受到大扰动中或结束后，配电网采取主动措施保证关键负荷不断电，并迅速恢复至系统正常情况下的期望状态的调控方式。

韧性(resilience)最早由加拿大生态学家C.S.Holling提出并引入生态系统研究领域，后逐渐被推广到电力系统和配电网，用于评估配电网在小概率高风险极端事件发生前后的表现。其核心特征包括应变力，即遭遇大型扰动事件前配电网有能力预判事件演变规律和影响，做出相应的准备性和预防性措施；防御力，即扰动事件发生过程中配电网有能力通过调节灵活性资源，对事件做出应急响应，降低事件的影响和干扰，使配电网尽可能维持在一个较高的运行水平；恢复力，即在扰动事件发生后，配电网有能力迅速启动修复机制并恢复到正常运行状态，降低故障影响的持续时间。

已有诸多文献围绕核心特征对配电网韧性进行了量化评估，并提出了一系列实用性评价指标。还有学者从引发配电网大规模故障的极端事件出发，计及极端事件时空特性演变的不确定性，分析极端事件对配电网线路造成的影响，构建了多阶段的配网线路不确定故障集合。但当前配电网韧性评估方法，无论是模拟法、解析法还是统计法，多属于事后分析，即当极端事件发生后，评估其造成的经济损失和社会不良影响等。

发明内容

本发明提出一种确定交直流配电网韧性的方法及系统，以解决如何度交直流配电网的韧性进行评估的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种确定交直流配电网韧性的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于线路故障率模型计算交直流配电网的每条线路在不同天气环境下的线路故障率；

根据每条线路在不同天气环境下的线路故障率，利用蒙特卡洛方法确定每种天气环境下每条线路的运行状态；

根据不同天气环境下每条线路的运行状态分别计算用于确定交直流配电网韧性的每种评价指标的指标值；

根据每种评价指标的指标值确定交直流配电网的韧性，以根据所述韧性确定交直流配电网的韧性性能。

优选地，其中所述利用如下方式基于线路故障率模型计算交直流配电网的每条线路的线路故障率，包括：

其中，为线路ij的故障率；m为线路ij的支撑杆塔个数；n为杆塔间的导线条数；为第k个杆塔的故障率，而表示第h条导线的故障率；p表示杆塔；c表示导线。