一种发输电系统可靠性评估系统技术方案

本发明专利技术公开一种发输电系统可靠性评估系统，包括可靠性指标构建模块、元件可靠性模型构建模块、模拟抽样模块、计算模块和输出模块，本发明专利技术采用元件状态持续时间抽样法，抽样次数取决于评估精度，而与系统规模无关，且其收敛速度也与问题的维数无关，特别适用于大规模电力系统的可靠性评估；而通过合并相同系统状态，极大地减少了需要评估的状态数；通过将多重故障转换成单重故障进行评估，从而加速每一个系统状态的评估速度，这样就可以大大减少整个系统的评估时间。

A reliability evaluation system for generation and transmission system

The evaluation system of the present invention discloses a transmission system reliability, including construction module, reliability model construction module, sampling module, calculation module and output module reliability index, the invention adopts duration sampling element state, sampling frequency depends on the evaluation precision, regardless of the size of the system, and its convergence speed is independent of the dimension and the reliability assessment is especially suitable for large-scale power systems; and by combining the same state of the system, greatly reduce the number of state needs assessment; through multiple fault into single fault assessment, so as to accelerate each system state evaluation speed, which can greatly reduce the system assessment time.

【技术实现步骤摘要】
一种发输电系统可靠性评估系统
本专利技术属于电力系统模拟与计算领域，具体涉及一种发输电系统可靠性评估系统。
技术介绍
电力系统是一个复杂、动态的系统，习惯上将电力系统分成若干子系统，根据这些子系统的功能分别评估各子系统的可靠性，包括：发电系统、输电系统、发输电合成系统、配电系统和发电厂变电所电气主接线可靠性评估。这些子系统的功能特点是不同的，实用的评估方法和采用的可靠性指标也不一样，其完善程度存在很大的差异。发输电系统又称为大电力系统。大电力系统充裕度可靠性评估的实际工程应用一直存在一个难题，即计算的复杂性，这成了阻碍其广泛推广使用的主要障碍。为了解决这个难题，学者们相继提出了大系统可靠性评估的快速分块算法、基于时序蒙特卡洛仿真的并行处理算法、遗传算法寻找对系统可靠性指标贡献最大的系统状态、利用神经网络对系统状态进行故障模式识别、利用神经网络进行最优负荷削减以缓解可靠性评估的“计算灾”、利用网流规划进行大电力系统可靠性评估等方法。大电力系统充裕度评估虽然经过三十几年的发展己经取得了大量的研究成果，但随着计算机技术和其他相关学科的发展，特别是电力系统不断向超高压、远距离、大容量方向发展，系统规模越来越大，系统的运行方式也越来越复杂，使得大电力系统具有了以前没有的新特点，这也同时要求大电力系统可靠性评估要根据这种发展变化进行相应的分析研究。目前，相关的研究仍然面临着相当大的困难。发输电系统可靠性计算一般采用交流潮流分析法、直流潮流分析法或网流割集法等方法系统。但是，潮流分析法特别是交流潮流分析法应用于发输电系统可靠性计算时，对大型系统会出现“维数灾”问题。其主要原因是需要对每一个分析的状态都进行事故交流潮流分析，甚至事故稳定性分析。当系统出现过载、电压越限时，尚要进行最优负荷削减计算。而电力系统交流潮流的计算是一组非线性方程组的求解问题，稳定计算则是非线性方程组和微分方程组的求解问题，而负荷削减的优化计算涉及到一个大型非线性规划（优化）问题。对于一个中等规模的系统来说，可能出现的偶发事故状态的数目很大。如果对每一个状态都要进行潮流分析、稳定分析及负荷削减计算的话，其计算量将是非常大的。如果尚要考虑客观因素的影响，如气候、负荷模型的影响，那么整个计算量将达到难以实现的程度。
技术实现思路
为克服现有技术存在的不足之处，本专利技术提供一种在确保计算精度的情况下降低计算复杂度的发输电系统可靠性评估系统。为实现上述目标，本专利技术采用的技术方案为：一种发输电系统可靠性评估系统，包括可靠性指标构建模块、元件可靠性模型构建模块、模拟抽样模块、计算模块和输出模块，所述可靠性指标构建模块用于构建评估发输电系统的可靠性指标；所述元件可靠性模型构建模块用于构建评估发输电系统的元件可靠性模型；所述模拟抽样模块用于对发输电系统的运行进行模拟抽样，获取系统状态序列；所述计算模块用于计算所述可靠性指标构建模块构建的可靠性指标；所述输出模块用于输出所述计算模块的计算结果；所述可靠性指标构建模块与所述元件可靠性模型构建模块连接，所述元件可靠性模型构建模块与所述模拟抽样模块相连，所述模拟抽样模块与所述计算模块连接，所述计算模块与所述输出模块相连。优选的，所述可靠性指标包括切负荷概率PLC、切负荷频率EFLC、切负荷持续时间EDLC、平均切负荷持续时间ADLC、切负荷期望值ELC、电量不足期望值EENS、系统停电指标BPII、系统削减电量指标BPECI和严重度指标SI。优选的，所述元件可靠性模型为两状态模型，所述两状态包括无故障运行状态和故障修复状态。优选的，所述模拟抽样模块采用元件状态持续时间抽样法对发输电系统进行抽样。优选的，所述元件状态持续时间抽样法在抽样过程中合并相同的系统状态。优选的，所述元件状态持续时间抽样法将多重故障评估转换成单重故障评估。优选的，所述可靠性指标的计算公式由采用元件状态持续时间抽样法的蒙特卡洛法导出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术抽样的是元件状态持续时间而不是元件状态，该系统考虑了电力系统运行状态的时序性，因此可以精确计算实际运行中关于时序性的可靠性指标，适用于随机生产模拟计算生产成本，同时有助于指导实际系统规划与经济性评估。（2）本专利技术的最大优点是收敛速度与问题的维数无关，这一特点决定了本系统对多维、高维问题的实用性。在电力系统的可靠性评估中，与解析法相比，系统规模越大，本专利技术的优势越明显。（3）本专利技术通过合并相同系统状态，极大地减少了需要评估的状态数，从而加速评估速度。（4）本专利技术通过将多重故障转换成单重故障进行评估，大大加速每个系统状态的评估速度。（5）本专利技术的抽样次数取决于评估精度，而与系统规模无关，因此特别适用于大规模电力系统的可靠性评估。附图说明图1为本专利技术一种发输电系统可靠性评估系统的结构示意图。图2为本专利技术可修复元件运行和停运循环过程示意图。图3为本专利技术可修复元件状态空间示意图。图4为本专利技术元件状态持续时间抽样法原理示意图。图5为IEEE-RTS79系统主接线图。具体实施方式如图1所示，一种发输电系统可靠性评估系统，包括可靠性指标构建模块、元件可靠性模型构建模块、模拟抽样模块、计算模块和输出模块，所述可靠性指标构建模块与所述元件可靠性模型构建模块连接，所述元件可靠性模型构建模块与所述模拟抽样模块相连，所述模拟抽样模块与所述计算模块连接，所述计算模块与所述输出模块相连。其中：可靠性指标构建模块用于构建评估电力系统的可靠性指标。可靠性指标可以定量地描述系统的可靠性水平。根据对象的不同，可靠性指标主要包括系统指标和负荷点指标两类。负荷点指标描述了单个负荷点的可靠性水平，例如停电时间、停电频率等，体现了故障的局部影响，同时可以作为高一级电网可靠性评估的计算基础。系统指标则是全局性的，描述了故障对系统整体可靠性的影响，系统指标包括基本指标和导出指标，导出指标是对基本指标进行进一步处理得到的，可以用于不同系统间的比较。本实施例的可靠性指标包括切负荷概率PLC、切负荷频率EFLC、切负荷持续时间EDLC、平均切负荷持续时间ADLC、切负荷期望值ELC、电量不足期望值EENS、系统停电指标BPII、系统削减电量指标BPECI和严重度指标SI。可靠性指标公式由采用元件状态持续时间抽样法的蒙特卡洛法导出。其中：（1）切负荷概率（ProbabilityofLoadCurtailment，PLC）切负荷概率是指在统计时间段内系统故障导致处于切负荷状态所占的时间比例。（1）其中S是切负荷状态的集合，ti是切负荷状态持续时间，T是总统计时间。（2）切负荷频率（ExpectedofFrequencyofLoadCurtailment，EFLC）切负荷频率是指单位时间内系统故障导致的切负荷事件的次数。单位为次/年。（2）其中Ni是切负荷次数，T是总统计时间。（3）切负荷持续时间（ExpectedofDurationofLoadCurtailment，EDLC）切负荷持续时间是切负荷概率乘一年的小时数，表示系统一年中切负荷的总时间。单位为小时/年。（3）（4）平均切负荷持续时间（AverageDurationofLoadCurtailment，ADLC）平均切负荷持续时间是指每次切负荷事件中切负荷状态持续时间的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发输电系统可靠性评估系统，其特征在于，包括可靠性指标构建模块、元件可靠性模型构建模块、模拟抽样模块、计算模块和输出模块，所述可靠性指标构建模块用于构建评估发输电系统的可靠性指标；所述元件可靠性模型构建模块用于构建评估发输电系统的元件可靠性模型；所述模拟抽样模块用于对发输电系统的运行进行模拟抽样，获取系统状态序列；所述计算模块用于计算所述可靠性指标构建模块构建的可靠性指标；所述输出模块用于输出所述计算模块的计算结果；所述可靠性指标构建模块与所述元件可靠性模型构建模块连接，所述元件可靠性模型构建模块与所述模拟抽样模块相连，所述模拟抽样模块与所述计算模块连接，所述计算模块与所述输出模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种发输电系统可靠性评估系统，其特征在于，包括可靠性指标构建模块、元件可靠性模型构建模块、模拟抽样模块、计算模块和输出模块，所述可靠性指标构建模块用于构建评估发输电系统的可靠性指标；所述元件可靠性模型构建模块用于构建评估发输电系统的元件可靠性模型；所述模拟抽样模块用于对发输电系统的运行进行模拟抽样，获取系统状态序列；所述计算模块用于计算所述可靠性指标构建模块构建的可靠性指标；所述输出模块用于输出所述计算模块的计算结果；所述可靠性指标构建模块与所述元件可靠性模型构建模块连接，所述元件可靠性模型构建模块与所述模拟抽样模块相连，所述模拟抽样模块与所述计算模块连接，所述计算模块与所述输出模块相连。2.根据权利要求1所述的一种发输电系统可靠性评估系统，其特征在于，所述可靠性指标包括切负荷概率PLC、切负荷频率EFLC、切负荷持续时间EDLC、平均切负荷持续时间ADL...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志媛，刘鹏，孙艳，周卫，李明珀，刘默斯，刘光时，梁水莹，丘浩，李秋文，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西,45