[发明专利]一种考虑故障连锁的多灾害配电网弹性评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑故障连锁的多灾害配电网弹性评估方法，步骤如下：步骤S1、对多种灾害特征故障率建模；步骤S2、基于序贯蒙特卡洛模拟保留元件在灾害过程中的时序特性，建立基础范围故障率和特征故障率构成的元件运行状态模型；步骤S3、通过灰色理论分析线路和节点在N‑1和N‑2场景集下等趋势状态表征量序列的非线性关联度，建立故障场景间的耦合关系；步骤S4、建立综合考虑了负荷损失程度和有功不平衡初始瞬间的频率最大变化率的LLD指标、SEDT指标以及经济性指标，构成加权弹性‑经济空间评估体系，通过衡量场景集点簇中心与完美弹性点的复合熵权欧式距离进行弹性评估；可预防和抑制灾害过程中的故障连锁，提高输电网在极端天气下的弹性。

技术领域

本发明涉及电网指标评估技术领域，具体的，涉及一种考虑故障连锁的多灾害配电网弹性评估方法。

背景技术

弹性是系统对扰动事件抵御、适应以及快速恢复的能力。随着全球自然灾害逐渐增多，构建对极端扰动事件具有恢复力的“弹性电网”受到越来越多关注。配电网作为输送电力的关键环节，其相对复杂的结构和较大的规模在极端天气导致电气元件高故障率的背景下，故障连锁的隐患尤为凸显。目前的弹性评估方法往往忽略故障连锁的风险，通过概率加权场景后果提高评估的速度，而配电网电压等级较高，规模较大，在灾害导致元件高故障率的情况下忽略凸显的故障连锁隐患是不合理的。在弹性提升策略方面，配电网往往利用大量可配置资源如：储能的选址定容、负荷投切、用户需求侧响应、网架重构等提升电网弹性，配电网结构复杂，规模较大，上述对于配电网的弹性提升策略无法直接迁移。

目前的配电网弹性评估指标在一定程度上局限于弹性梯形面积与时间指标的结合，缺少对故障连锁的考虑，所以，如何考虑故障场景耦合，建立更加完善的多灾害配电网弹性指标评估体系成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种考虑故障连锁的多灾害配电网弹性评估方法，该技术方案可以构成加权弹性-经济空间评估体系，通过衡量场景集点簇中心与完美弹性点的复合熵权欧式距离进行弹性评估，来预防和抑制灾害过程中的故障连锁，提高配电网在极端天气下的弹性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种考虑故障连锁的多灾害配电网弹性评估方法，包括如下步骤：

步骤S1、对多种灾害特征故障率建模：

步骤S2、基于序贯蒙特卡洛模拟保留元件在灾害过程中的时序特性，建立基础范围故障率和特征故障率构成的元件运行状态模型；

步骤S3、通过灰色理论分析线路和节点在N-1和N-2场景集下等趋势状态表征量序列的非线性关联度，建立故障场景间的耦合关系；

步骤S4、建立综合考虑了负荷损失程度和有功不平衡初始瞬间的频率最大变化率的LLD指标、考虑灾害过程中系统性能恢复特性的SEDT指标以及经济性指标，以此构成加权弹性-经济空间评估体系，通过衡量场景集点簇中心与完美弹性点的复合熵权欧式距离进行弹性评估。

作为优选，多种灾害特征包括台风、冰雪、雷电三种灾害；分别对台风、冰雪、雷电三种灾害进行特征故障率建模；

其中，台风特征故障率建模包括如下步骤：

利用Batts模型来模拟台风风圈影响范围内各点的风速和风向，公式如下：

式中V_w为风速，方向为风圈模拟范围处逆时针切线方向，V_max为最强烈风带处风速，R_max为台风风圈中心到最大风速处的距离，r为范围作用点到台风中心的距离；由此可以计算台风作用于系统元件的风载荷N_w如下：

载荷与作用处风速和风向有关，V₁为作用处风速；D₁为作用处导线外径；θ₁为风向与导线的夹角。