[发明专利]一种故障率非恒定的配电系统可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种故障率非恒定的配电系统可靠性评估方法，元件的故障率浴盆曲线特征通过一个新的多参数威布尔分布函数进行模拟，并根据元件历史故障数据采用准牛顿法（BGFS）进行函数参数的估计而得出元件故障率函数参数的值。同时元件的修复时间函数采用指数分布函数来表征。本发明结合常用的故障树（FT）—贝叶斯网络（BN）系统可靠性评估方法来进行负荷点可靠性指标计算，最终计算配电系统的可靠性指标。本文提出的评估方法能够为配电技术领域提供一定的借鉴。

技术领域

本发明涉及一种配电系统可靠性评估方法，特别涉及一种故障率非恒定的配电系统可靠性评估方法。

背景技术

配电系统可靠性问题本质是解决电网系统经济性、安全性以及设备利用率等之间的关系，通过分析影响电网可靠性的因素、动态和静态指标，构建一种动态的平衡模型，最终提出有效的运营和管理机制，以达到电能的最大化利用和经济成本、利益等的最优化。2011年，重庆、北京、上海等城市开展了可靠性示范工程建设。2013年，深圳市开展了城市高可靠性示范区建设。配电网可靠性技术的发展对城市的发展具有极大的推动作用。

作为电力部门与用户联系的重要环节，电力系统的故障检修能力极大影响着供电效率与能力，而组成配电系统的主要可修复元件如：配电变压器、馈线、断路器、分段开关、母线、负荷开关等，其可靠性的高低直接影响着系统的性能，因此对元件的故障规律分析在配电系统可靠性的评估分析中极其重要。

采用多参数新威布尔函数来模拟元件非恒定故障率的变化特性，结合故障树—贝叶斯理论进行配电网可靠性指标的计算，是电力工程领域内关于可靠性评估的一种实用方法。在现有关于电力系统可靠性评估的研究中，华北电力大学赵洪山[赵洪山，赵航宇.考虑元件动态故障率变化的配电网可靠性评估，电力系统保护与控制，2015年第43卷11期]采用指数分段函数来描述元件动态故障率变化，齐先军[齐先军，彭翔天.基于浴盆曲线故障率函数的配电系统可靠性评估算法，电力系统保护与控制，2015年第43卷第5期]基于一种改进的威布尔函数进行元件故障率变化的建模。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种故障率非恒定的配电系统可靠性评估方法，在元件动态故障变化的情况下，结合贝叶斯理论，为配电系统可靠性评估提供一种新的评估方法。本发明提出多参数新威布尔函数，结合历史数据能够很准确的模拟元件非恒定故障率的变化特性，并且能够通过建立数学模型来预测给定结构的配电系统的性能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种故障率非恒定的配电系统可靠性评估方法，具体步骤如下：

步骤1，采用如下多参数威布尔分布函数模拟元件故障率；导入元件历史故障数据，采用准牛顿法BGFS对多参数威布尔分布函数的参数进行估计，从而得到准确表征元件故障率变化的浴盆形曲线；其中，多参数新威布尔函数NMWD为：

λ(t)＝α·(β-θ·t)·t^β-1exp(θ·t)

其中，λ(t)为元件故障率，t为元件运行时间，α为比例参数，β为形状参数，θ为尺度参数；

步骤2，采用指数函数来表征元件修复率函数，根据历史规律给定元件修复率指标；

步骤3，分析配电系统结构，采用故障树-贝叶斯网络FT-BN系统可靠性评估方法进行负荷点可靠性指标的计算，具体为：

根据故障树-贝叶斯网络FT-BN分析方法，建立分层的贝叶斯模型，运用贝叶斯双向推理代入各个元件的故障率和修复率进行负荷点可靠性指标的计算；

步骤4，根据步骤3中得到的负荷点可靠性指标，计算配电系统的可靠性指标。

作为本发明的进一步优化方案，所述元件故障率λ(t)在其生命周期内取值范围为λ(t)∈[0，5]。