[发明专利]电网多环节系统的可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电网多环节系统的可靠性评估方法。

背景技术

电力系统完成电能输送需要经过发电、输电、配电等几个子系统，每个子系统作为一个环节参与电能输送，使得电网成为一个多环节系统。根据“统一调度、分级管理”原则，电网可被划分为省级电网、地级电网和配电网三个层次。电力系统网络结构、一次设备、二次系统、运行特性和控制行为直接影响供电能力和供电质量，其系统可靠性由电源向负荷逐级传递，经过省级电网、地级电网和中压配电网，最终通过供电可靠性指标来表征。可见，电网多环节系统可靠性不仅与配电网电网的拓扑结构、电气参数、设备可靠性参数相关，也与上级输电网可靠性紧密相关。

可靠性评估一般有模拟法和解析法两种分类。模拟法是基于蒙特卡洛模拟法对可靠性评估涉及的随机变量都采用抽样技术求取可靠性指标的概率分布，速度慢、耗时严重、收敛性能差；解析法具有物理概念清晰，计算速度快，结果精确的优点。传统配电网可靠性评估则隐式假设其电源绝对可靠（可用率为100%），即忽略上级输电网可靠性对配网可靠性的影响。而事实情况是输电网与配电网间的可靠性联系紧密且不可分割。假设配电网电源绝对可靠势必造成系统可靠性指标评估较为乐观。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种考虑电网多环节系统的可靠性评估方法，采用的方案如下。

一种电网多环节系统的可靠性评估方法，包括步骤：

建立基于回路的输电网可靠性评估模型；

采用状态枚举法对输电网预想故障的概率进行计算；

通过负荷削减的方式对线路过载或电压越限的输电网预想故障状态进行校正；

计算作为配电网电源点的输电网目标负荷点的可靠性指标；

将输电网目标负荷点的可靠性指标等值为配电网电源点的可靠性指标；

对配电网作馈线分区建模；

枚举配电网最小隔离区的预想故障；

计算配电网最小隔离区的可靠性指标；

根据配电网最小隔离区的可靠性指标计算配电网的可靠性指标。

本发明的电网多环节系统的可靠性评估方法，通过负荷-电源可靠性等值来量化输电网对配电网可靠性的影响，突破了传统配电网可靠性假设完全可靠的局限，计算结果符合电网工程实际；且本方法以回路为输电网可靠性评估的基本单位，进一步形成预想事故集，不仅有助于大幅减少预想事故集中系统状态数，而且有利于可靠性工程数据统计分析。本方法可用于分析可靠性指标对输电网/配电网相关可靠性参数及其增强性措施的灵敏度，从而进一步指导供电企业的规划、运行与维护工作。

附图说明

图1为本发明电网多环节系统的可靠性评估方法的流程示意图；

图2为本发明所用的IEEE-RTS79输电网系统；

图3为本发明所用的IEEE-RBTS BUS6配电网系统。

具体实施方式

本发明从映射的角度，将输电网与配电网作为有机联系的整体，通过多环节系统之间的可靠性等值，客观定量评估系统可靠性指标。既可以通过快速的方法，评估输电网中与配网最直接相关的负荷节点的指标，又可以从整体全面去研究影响供电可靠性的相关因素，为电网的规划、运行及检修工作提供宏观参考。

输电网元件数目众多、拓扑联系复杂，元件间的联系可用串并联关系逐步简化，为此引入“回路”概念划分元件、简化网络，建立基于回路的输电网可靠性模型。采用状态枚举法，对可能发生的故障状态进行枚举，通过拓扑分析与潮流计算，检验电网运行安全性约束是否满足，并以最优负荷削减模型计算非正常运行或故障状态下的负荷削减量。枚举结束后，算得目标负荷点的可靠性指标：年均负荷削减频率λ_L、年均负荷削减时间γ_L。

配电网可靠性评估方法基于区域可达性分析，将可靠性评估转化为配电区域与电源点的连通性问题，通过可达性矩阵分析实现配电网分区和故障后果模式判定。配电网可靠性不仅与本级的网络拓扑和元件配置有关，还与作为电源的输电网可靠性紧密联系。为量化输电网对配电网可靠性指标的影响，又考虑到由于变电站出线都配置有断路器可形成仅含电源的最小隔离区。最小隔离区是配电网可靠性评估的基本单位，其参数包括平均故障率λ、年均故障时间γ，这与负荷点可靠性指标完全吻合，实现负荷-电源可靠性等值。因此将输电网负荷节点的λ、γ指标作为输入参数传递至配电网可靠性评估，实现电网多环节系统可靠性评估。

为了实现本发明的目的，采用的技术方案如图1所示，包括以下步骤：