[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

说明书

本发明公开了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；采用DIgSILENT和Matlab作为仿真软件执行以，步骤主要包括确定待评估的城市主、配网的网架接线形式；搭建主网的网架接线型式可靠性仿真拓扑；设置组成元件可靠性仿真参数；计算主网的网架可靠性水平；安等效电源建模；编写配网连接关系矩阵；基于蒙特卡洛方法抽样故障场景；计算每一场景下的可靠性水平；计算并输出城市主、配网的网架的可靠性综合评价结果。本发明的应用填补了现有技术缺乏成熟评估流程、协同主、配网的网架的可靠性评估方法缺失以及计算机辅助可靠性评估技术存在空白等缺陷，更加符合当前电网发展趋势和特点的需要。

技术领域

本发明涉及电力主配网的网架计算机模拟技术领域，特别涉及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。

背景技术

可靠性评估是反映电网规划与运行水平，分析电网供电能力、挖掘薄弱环节的重要工具。随着接入系统的可再生能源机组和灵活性资源增多，不仅使得电网源端、荷端的互动更加频繁、传统的潮流流向和源荷界限更加模糊，而且用户侧负荷需求的不确定性加剧易于造成站点间的负荷平衡能力下降、设备负载率之间的差距增大以及故障情况下的负荷转移能力不足。在此背景下，需研究兼具针对性和操作性的可靠性评估方法并将其应用于现状电网的分析工作中，从而及时消除电网的风险和隐患，为安全可靠供电提供有力保障。

电力系统的可靠性分析方法主要可分为解析法和模拟法两种。解析法和模拟法都各具特点，有各自不同的适用范围。在网络结构相对简单的小规模系统中，当系统的元件以及考虑的故障类型较少时，由于解析法所建立的数学模型相对较精确，分析过程中可以涵盖所有的故障类型且计算结果精度高，因此可以使用解析法来分析小型规模的系统可靠性。在网络结构较复杂的大规模系统中，受限于系统中庞大的元件数量和复杂的故障情况，若继续使用解析法将会大大地增大计算量。模拟法通过随机抽样过程模拟系统中元件和设备的运行状态，通过大量重复试验提取系统运行的一般性规律，结合频率指标计算表征系统的可靠性水平。蒙特卡洛法作为模拟法的典型代表(概率性计算方法)，该计算方法以概率论的大数定律为基础，核心思想在于采用计算机大量采样，并计算不同状态下的可靠性指标，并最终统计得到计算结论。

传统的蒙特卡洛方法多用于配电网可靠性评估，在“源-荷”互动日益频繁、接入要素日益增多、网架型式多样但日趋典型网架接线的电网可靠性评估场合难以适应主网、配网可靠性协同评估的需要。同时，随着电网标准化建设进程不断加快，针对不同主、配网的网架组合的可靠性评估工作具有通用性和指导性，据此可形成适应不同地区发展特征需要的电网规划建设参考性意见。提出行之有效的、协同主网、配网的网架的可靠性评估计算方法具有必要性。

而在实际应用中，较为缺乏协同主网、配网的网架的可靠性评估计算方法。缺乏合理可行的可靠性评估方法，易于造成电网的薄弱环节和潜在风险难以发现、电网改造与优化提升的投资盲目性加大，从而显著影响电网的供电水平和服务能力。基于蒙特卡洛方法的主、配网的网架可靠性协同评估方法能够给出主网、配网的网架接线型式组合下的可靠性水平量化评估结果，为不同区域的新建电网规划和运行、现状网架升级和改造提供有益参考，为最大程度发挥电网投资效益起到辅助性作用。目前，开展协同主、配网的网架可靠性评估方法尚无成熟流程，在主、配网可靠性协同评估计算机辅助方法等方面存在一定的技术瓶颈和应用空白。

因此，基于蒙特卡洛方法，借助计算机工具辅助典型主、配网的网架组合下的可靠性协同评估成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供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，实现的目的是藉由蒙特卡洛法的框架和思路针对主网和配网的网架组合下的可靠性评估问题，综合考虑电网的网架构建和元件故障的实际情况，用以指导现状电网的升级改造和远景网架的规划布局。

为实现上述目的，本发明公开了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；采用DIgSILENT和Matlab作为仿真软件执行以下步骤，具体步骤如下：