[发明专利]考虑蒙特卡罗状态抽样截尾的电力系统可靠性分析方法

说明书

本发明属于电力系统可靠性分析技术领域，尤其涉及一种考虑蒙特卡罗状态抽样截尾的电力系统可靠性分析方法，步骤1、输入电力系统元件数据；步骤2、确定元件初始状态；步骤3、采用状态持续时间抽样法进行蒙特卡罗模拟，计算无故障工作持续时间和故障修复持续时间；步骤4、对第s状态进行网络拓扑分析，判断状态s是否会出现网络解列成孤岛或系统全停；如果是则对得到的系统时序状态序列截尾；步骤6、追加插入一个恢复控制状态，转步骤3；如果否则判断是否会出现网络解列成孤岛或系统全停问题，如果有则建立恢复控制模型，否则判断此网络状态是否存在切负荷问题，如有则建立校正控制模型；解算节点切负荷量和系统总切负荷量，各系统状态的次数、持续时间，计算得到可靠性指标。

技术领域

本发明属于电力系统可靠性分析技术领域，尤其涉及一种考虑蒙特卡罗状态抽样截尾的电力系统可靠性分析方法。

背景技术

电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能量能力的度量。利用系统拓扑信息和元件可靠性参数等数据，采用解析法(如状态空间法等)或蒙特卡罗模拟法评估所研究系统的各项可靠性指标。

在上述可靠性分析方法中，解析法在处理系统规模小、对复杂运行条件要求不高时较为有效，在处理复杂系统时，计算量随着元件数呈指数增加；蒙特卡罗法的最大优点是收敛速度与问题的维数无关，更适合于评估大规模高维系统、和/或运行条件复杂的电力系统可靠性问题。

状态持续时间抽样法常用于电力系统可靠性分析，它是一种时序(序贯)蒙特卡罗模拟法。该方法是基于对元件状态持续时间的概率分布进行抽样，按照时序在一个时间跨度上进行模拟(根据研究问题的需要，模拟时间可达上百万小时)，在每一个抽样状态进行系统分析并计算可靠性指标。

根据状态持续时间抽样法原理可知，抽样达到给定的时间后自行终止，属于定时截尾抽样数据。该抽样方式的不足之处在于：并未考虑到每个状态在进行系统状态分析时的不同，默认对每个状态进行潮流计算或切负荷计算(属于校正控制范畴)，进而计算得到可靠性指标。事实上，如果抽样得到的状态是解列成孤岛或者大部分发电机组(甚至是全部发电机组)停运，有时抽样得到的系统停运持续时间较长，此时的系统状态分析单单靠潮流计算或切负荷计算是不够的，必须考虑系统全停或孤岛并网所必须涉及的控制过程——恢复控制计算内容。本专利申请内容是对现有抽样及可靠性分析方法的突破完善，这也是本发明专利的设计初衷，区别于现有电力系统可靠性评估方法的不同之处。

发明内容

为了准确地掌握电力系统运行状态的可靠性水平，探究在电力系统可靠性评估中更符合系统运行实际需求的分析方法，本发明提出了一种考虑蒙特卡罗状态抽样截尾的电力系统可靠性分析方法，包括：

步骤1、输入用于潮流计算和可靠性计算所需的电力系统元件数据，设置抽样状态动态存储单元和最终抽样状态动态存储单元以及总有效状态计数器，并初始化；

步骤2、确定系统中每个元件的初始状态，设定所有元件在初始时刻都处于运行状态；

步骤3、采用状态持续时间抽样法进行蒙特卡罗模拟，根据各元件的故障率和修复率对每个元件进行状态持续时间抽样，计算满足指数分布的无故障工作持续时间和故障修复持续时间，设初步系统时序状态数为N；

步骤4、取第s状态，若sN则转步骤8，否则对第s状态进行网络拓扑分析，判断状态s是否会出现网络解列成孤岛或系统全停；如果是则转步骤5，如果否，则转步骤7；

步骤5，对该轮抽样得到的系统时序状态序列截尾，记录此轮抽样得到的有效状态数为s，将此轮状态抽样结果按顺序追加进最终状态动态存储单元，将s加入到总有效状态计数器，同时清空抽样状态动态存储单元；

步骤6、在最终抽样状态动态存储单元中追加插入一个恢复控制状态，同时总有效状态计数器+1；转步骤3，重新进行下一轮抽样；