[发明专利]基于蒙特卡洛方法的主网和配网的网架可靠性协同评估法

权利要求书

1.基于蒙特卡洛方法的主网和配网的网架可靠性协同评估方法；采用DIg SILENT和Matlab作为仿真软件执行以下步骤，具体步骤如下：

步骤1、确定需要评估的城市主网和配网的网架中主网的网架型式和配网的网架型式；其中，所述主网的网架型式包括第一类主网网架结构和第二类主网网架结构；所述配网的网架型式包括链式、环网式和辐射式；

步骤2、在所述仿真软件中按照所述主网的组成元件选用对应的封装模型，按照每一所述组成元件的电气连接关系搭建仿真拓扑，形成仿真模型文件；

步骤3、设置所述仿真拓扑中每一所述组成元件的故障率和可靠性分析参数；

步骤4、结合每一所述组成元件的电气拓扑关系为串联或并联开展所述主网的可靠性计算，获得所述主网的可靠性评估结果；

步骤5、将主网等效为可靠性评估结果相同的等效电源，并将所述等效电源作为所述配网的可靠性评估输入接口；

步骤6、使用所述Matlab软件，新建函数，打开一个空白的function编程界面，按照所述主网和所述配网的网架编写网架连接关系矩阵；

步骤7、采用蒙特卡洛方法，利用所述Matlab软件中的随机抽样命令抽样产生多种不同的所述组成元件的故障状态组合；将每一种所述故障状态组合均作为可靠性评估的输入边界，与每一所述组成元件的不可用率进行比较，得到网架状态矩阵；在进行比较时，所述主网的连接点和网络按照步骤5中的所述等效电源进行代替；

步骤8、在各种不同的所述故障状态组合下，按照所述组成元件的状态组合与电气拓扑连接，分析故障发生后的所述配网的停电情况；具体分析方法如下：对于步骤6中的所述网架连接关系矩阵，将故障发生所在处的节点连接关系元素修正为0，并通过判断连通性，将所有的联络开关闭合；若没有联络开关联通，则调用孤岛程序，判断所述配网形成孤岛；

步骤9、采用直流潮流法判断网架故障重构后的线路过载情况与孤岛判定；若线路过载或孤岛中无电源，则记录当前状态下的损失负荷量，若不过载或孤岛中电源可持续运行为负荷供电，则该种网架结构不会切除负荷；

步骤10、按照步骤7中抽样所得的多种不同的所述组成元件的故障状态组合，重复步骤8的计算过程，记录每一所述所述组成元件的故障状态组合下的损失负荷量；按照下式计算平均供电可用度指标，将其作为当前所述主网和所述配网的网架组合场景下的可靠性综合评估指标：式中，用户需要供电小时数按8760小时计算，用户用电小时数按8760减去用户停电期望小时数计算；用户停电期望小时数按照下式计算：

式中，用户需要供电小时数按8760小时计算，用户用电小时数按8760减去用户停电期望小时数计算；用户停电期望小时数按照下式计算：

步骤11、得到需要评估的所述城市主配网网架的可靠性综合评估结果。

2.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的主网和配网的网架可靠性协同评估方法，其特征在于，步骤1中，所述第一类主网网架结构采取双母线双分段接线的中心站，母线电源进线为四回路，来自两座不同的上级电源点；所述第二类主网网架结构为采取环网，多个变电站构成环网，通过多回线路与其他变电站联络。

3.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的主网和配网的网架可靠性协同评估方法，其特征在于，步骤2中，所述组成元件包括电源、母线和线路。

4.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的主网和配网的网架可靠性协同评估方法，其特征在于，在所述步骤4中，对于局部存在串联关系的多个所述组成元件而言，任何一个所述组成元件的失效均构成系统失效，即必须所有所述组成元件完好，系统才算完好；此时系统可靠性工作概率P(S)的计算公式如以下公式(1)：

P(S)＝P(x1∩x2∩x3∩...∩xn)＝P(x1)P(x2)...P(xn)            (1)；

式中，x1、x2和xn分别表示第1元件、第2元件和第n元件正常工作；P(x1)、P(x2)和P(xn)分别表示第1元件、第2元件和第n元件的可靠度；

每一个元件的可靠度均可通过将公式(1)与步骤3中相应的所述元件的所述故障率做减获得；对于局部存在并联关系的多个所述组成元件而言，所有所述组成元件失效才构成系统失效的系统，即任一所述组成元件完好，系统即为完好；此时系统可靠性工作概率P(S)的计算公式如以下公式(2)：

式中，和分别表示第1元件、第2元件和第n元件失效。