配电系统可靠性算法技术方案

本发明专利技术公开了一种配电系统可靠性算法，包括：第一步，假设所有变电站全停，通过计算得到每个负荷点由分布式电源单独供电的概率；第二步，搜索正常的最小路集，为了区分变电站和分布式电源，将最小路集标记为常规最小路集和备用最小路集，并对备用最小路集添加有效概率的属性；第三步，用常规最小路集生成最小割集，计算每个最小割集的可靠性参数；第四步，依据备用最小路集修正最小割集的可靠性参数；第五步，计算负荷点可靠性指标；第六步，计算系统可靠性指标。本发明专利技术采用最小路集及最小割集改进算法，综合考虑了计划检修和开关切换时间的情形，在保证配电系统可靠性计算要求的前提下，大大节省了计算时间。

【技术实现步骤摘要】
配电系统可靠性算法
本专利技术涉及电力系统评估领域，具体是一种配电系统可靠性算法。
技术介绍
配电系统是电力系统中直接针对用户的环节，对用户供电质量和供电可靠性的影响也最为直接。据统计，大约有80％的停电事故缘于配电系统故障。可见，配电系统可靠性在电力系统可靠性中占有非常重要的地位。随着中国配电网络规模的不断扩大，如何快速、高效地对网络进行可靠性评估已成为人们研究的热点。可靠性评估就是基于系统元件的可靠性参数，计算出可靠性指标。评估算法一般包括4步：建立元件状态模型；利用元件状态模型，形成系统状态并进行筛选；对各个系统状态进行后果分析；统计系统状态后果，计算可靠性指标。根据系统状态选取方式的不同，发输电系统可靠性评估算法可以分成解析法和模拟法两大类。解析法又可以称作状态枚举法，这类方法通过枚举系统全部状态(或部分重要状态)，分析这些状态发生的概率和这些状态下系统的后果(一般为失负荷量)，得到故障后果的期望值作为可靠性评估的结果。解析法采用了严格的数学模型和计算方法，计算结果理论上十分精确，但是随着电网规模的扩大，可靠性评估的计算量就会显著增加。模拟法也称蒙特卡罗模拟法(MonteCarloSimulation，MCS)，与解析法不同，模拟法选取系统状态主要采用抽样的方式，其理论依据就是概率论中的大数定理：随机抽取一种系统故障状态进行分析，经过大量的重复试验，最终得到系统可靠性水平的期望值。受随机抽样特点的限制，模拟法不能保证结果的唯一性，较难适应电网规划方案优化的要求。
技术实现思路
r>本专利技术的目的在于提供一种符合配电系统计算要求的配电系统可靠性算法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：配电系统可靠性算法，包括以下步骤：第一步，假设所有变电站全停，通过计算得到分布式电源的供电范围，即每个负荷点由分布式电源单独供电的概率；第二步，搜索正常的最小路集，为了区分变电站和分布式电源，将最小路集标记为常规最小路集和备用最小路集，备用最小路集添加有效概率的属性，即为负荷点由分布式电源单独供电的概率；第三步，用常规最小路集生成最小割集，计算每个最小割集的可靠性参数；第四步，依据备用最小路集修正最小割集的可靠性参数；第五步，计算负荷点可靠性指标；第六步，计算系统可靠性指标。作为本专利技术进一步的方案：所述第二步，包括以下步骤：1)搜索最小路；2)判断该最小路是否是备用最小路：如果是备用最小路，则进入步骤3)；如果不是备用最小路，则进入步骤4)；3)对该备用最小路设置有效概率，然后进入步骤4)；4)判断是否搜索完成最小路：如果是，则进入第三步；如果不是，则重复步骤1)到4)。作为本专利技术进一步的方案：所述第四步包括：将其中一条备用最小路中的每一个支路与需要修正的最小割集中的支路比较：①如果备用最小路和需要修正的最小割集存在重叠支路，那么最小割集的可靠性参数不需要修正；②如果备用最小路和需要修正的最小割集不存在重叠支路，那么最小割集的可靠性参数按如下公式修正；其中，为最小割集修正后的可靠性参数，为最小割集修正前的可靠性参数，λi、ri为备用最小路中每条支路的可靠性参数，p为备用最小路的有效概率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术首先通过推算或模拟得到分布式电源的输出功率特性，再根据分布式电源的输出功率特性，计算得到各个负荷点由分布式电源单独供电的概率。本专利技术采用最小路集及最小割集改进算法，依据备用最小路集修正最小割集的可靠性参数。本专利技术还考虑了计划检修和开关切换时间的情形，并在安排计划检修和/或考虑开关切换时间的情况下，对最小路集的可靠性参数进行了修正，从而完全保障了配电系统的可靠性计算要求。本专利技术综合了解析法和模拟法两种方法的优势，在保证配电系统可靠性计算要求的前提下，大大节省了计算时间。附图说明图1是配电系统可靠性算法的流程图；图2是风电机组的功率特性曲线；图3是光伏发电系统的能量转换率与光强的关系曲线；图4是光伏发电系统的能量转换率与光强的近似关系曲线；图5是太阳光照强度在一天中的变化曲线；图6是修正支路示意图一；图7是修正支路示意图二；图8是不考虑设备检修的二阶最小割集的状态树(切换时间T＝0)；图9是不考虑设备检修的二阶最小割集的状态树(切换时间T＞0)；图10是考虑设备检修的二阶最小割集的状态树；图11是不考虑设备检修的三阶最小割集的状态树(切换时间T＞0)。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例及附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例中，配电系统可靠性算法，包括以下步骤：第一步，假设所有变电站全停，通过计算得到分布式电源的供电范围，即每个负荷点由分布式电源单独供电的概率；第二步，搜索正常的最小路集，为了区分变电站和分布式电源，将最小路集标记为常规最小路集和备用最小路集，备用最小路集添加有效概率的属性，即为负荷点由分布式电源单独供电的概率；具体为：1)搜索最小路；2)判断该最小路是否是备用最小路，如果是备用最小路，则进入步骤3)；如果不是备用最小路，则进入步骤4)；3)对该备用最小路设置有效概率，即为负荷点由分布式电源单独供电的概率，然后进入步骤4)；4)判断是否搜索完成最小路，如果是，则进入第三步；如果不是，则重复步骤1)到4)。第三步，用常规最小路集生成最小割集，计算每个最小割集的可靠性参数；第四步，依据备用最小路集修正最小割集的可靠性参数；将其中一条备用最小路中的每一个支路与需要修正的最小割集中的支路比较：①如果备用最小路和需要修正的最小割集存在重叠支路，那么最小割集的可靠性参数不需要修正；②如果备用最小路和需要修正的最小割集不存在重叠支路，那么最小割集的可靠性参数按如下公式修正；其中，为最小割集修正后的可靠性参数，为最小割集修正前的可靠性参数，λi、ri为备用最小路中每条支路的可靠性参数，p为备用最小路的有效概率。第五步，计算负荷点可靠性指标；第六步，计算系统可靠性指标。当对风力发电机、光伏发电系统等分布式电源系统进行可靠性评估时，多采用多状态模型。分布式电源的功率输出由于与风速、光照强度等自然环境相关，呈现一定的随即特性，因而是一个连续的随机变量。在一定精度要求下，将分布式电源的功率输出离散成多种状态，以类似概率分布表(如下表1所示)的形式描述各个状态的功率输出以及概率。表1功率输出概率分布表功率输出(M本文档来自技高网...

【技术保护点】
配电系统可靠性算法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，假设所有变电站全停，通过计算得到分布式电源的供电范围，即每个负荷点由分布式电源单独供电的概率；第二步，搜索正常的最小路集，为了区分变电站和分布式电源，将最小路集标记为常规最小路集和备用最小路集，备用最小路集添加有效概率的属性，即为负荷点由分布式电源单独供电的概率；第三步，用常规最小路集生成最小割集，计算每个最小割集的可靠性参数；第四步，依据备用最小路集修正最小割集的可靠性参数；第五步，计算负荷点可靠性指标；第六步，计算系统可靠性指标。

【技术特征摘要】
1.配电系统可靠性算法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，假设所有变电站全停，通过计算得到分布式电源的供电范围，即每个负荷点由分布式电源单独供电的概率；
第二步，搜索正常的最小路集，为了区分变电站和分布式电源，将最小路集标记为常规最小路集和备用最小路集，备用最小路集添加有效概率的属性，即为负荷点由分布式电源单独供电的概率；
第三步，用常规最小路集生成最小割集，计算每个最小割集的可靠性参数；
第四步，依据备用最小路集修正最小割集的可靠性参数；
第五步，计算负荷点可靠性指标；
第六步，计算系统可靠性指标；
所述第二步，包括以下步骤：
1)搜索最小路；
2)判断该最小路是否是备用最小路：如果是备用最小路，则进入步骤3)；如果不是备用最小路，则进入步骤4)；

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兴华，房克峰，马经纬，陈淼，王贵宾，王晓梅，马文华，刘梅，赵燃，张树永，李海坤，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，北京清软创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37