基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法及系统。首先，本发明专利技术基于序贯蒙特卡洛的需按时间顺序进行抽样的思想，提出了用于同步抽样配电网电力设备与分布式电源的两种同步比较标号S和D；其次，利用设定的同步比较标号S和D，对配电设备与分布式电源同步模拟，可以计及某配电系统元件故障时分布式电源可能处于的全部状态变化情况。本发明专利技术方法在进行有源配电网的可靠性评估时，使对分布式电源的状态抽样也遵循序贯蒙特卡洛思想，评估过程更贴合实际，减少了人为的设定与干预。

【技术实现步骤摘要】
基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法及系统
本专利技术涉及有源配电网的可靠性评估方法，尤其是涉及一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法及系统。
技术介绍
近来，分布式电源发展迅速，其多利用可再生、来源广的清洁能源进行发电，缓解了电力发展带来的环境压力。但分布式电源故障率高，出力不稳定的特点，使得有源配电网的可靠性评估过程中需妥善考虑分布式电源的工作状态。序贯蒙特卡洛法是配电系统可靠性评估的一种常用方法，要求评估过程中对系统中所有的元件按时间顺序抽样。而对于含分布式电源的有源配电网，非电源元件状态按序贯蒙特卡洛法进行抽样模拟，在系统的故障修复时间内，对分布式电源的状态进行抽样，并假定其在整个系统故障时间内的状态不发生变化。这种评估方法忽略了系统故障时间内分布式电源状态发生改变的情况，人为假定其状态不变，对分布式电源的抽样模拟实际上是非序贯蒙特卡洛过程。在有源配电网的可靠性评估方面，上述对分布式电源的处理使得现有的评估方法并不属于完全序贯蒙特卡洛模拟。因此本专利技术主要设计一种减少人为设定、贴合实际情况的有源配电网可靠性评估方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法及系统，本专利技术在进行有源配电网的可靠性评估时，使对分布式电源的状态抽样也遵循序贯蒙特卡洛思想，评估过程更贴合实际，减少了人为的设定与干预。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，包括如下步骤：<br>1)将有源配电系统中的分布式电源DG和非电源元件进行可靠性建模；2)依据步骤1)的可靠性建模，利用序贯蒙特卡洛法模拟各非电源元件的状态持续时间，得到有源配电系统的状态持续时间序列；有源配电系统的状态持续时间包括故障修复时间、无故障工作时间；3)设计有源配电系统同步比较标号S，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，按序反映有源配电系统各状态的持续时间；4)设计DG同步比较标号D，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，判断有源配电系统故障修复时间内DG所处的状态或状态变化；5)依据步骤2)-4)得到的结果，计算有源配电系统的可靠性指标。在本专利技术一实施例中，所述步骤1)的可靠性建模，包括建立分布式电源DG的可靠性出力模型和非电源元件的两状态模型。在本专利技术一实施例中，所述非电源元件的两状态模型，即非电源元件的正常状态模型和非电源元件的故障状态模型。在本专利技术一实施例中，所述步骤2)具体实现如下：按时间顺序抽样模拟非电源元件的无故障工作时间TTF和故障修复时间TTR：其中TTF、TTR分别为有源配电系统非电源元件的无故障工作时间、故障修复时间；λ、μ分别为元件的故障率和修复率；R1、R2为位于区间(0，1)内的随机数；有源配电系统的失效状态决定于所有元件中正常工作时间最短的元件，元件故障时，有源配电系统失效，其故障修复时间即为有源配电系统的故障修复时间，由于元件可修复，对故障元件再次抽样，更新其无故障工作时间等于原无故障工作时间TTF、故障修复时间TTR与新无故障工作时间TTF’之和，即有TTF＝TTF+TTR+TTF'，重新与其他元件进行比较，模拟出下一次有源配电系统故障的时间，整个过程都按时间顺序推进，直至有源配电系统运行完整个时间跨度；因此，对非电源元件进行序贯蒙特卡洛模拟可以得到有源配电系统的状态持续时间序列。在本专利技术一实施例中，所述步骤3)中的有源配电系统同步比较标号S，是一个随时间更新的数值，反映有源配电系统当前所处状态的持续时间；有源配电系统的状态持续时间序列为无故障工作时间和故障修复时间的相互交替，将S更新为当前有源配电系统所处状态的持续时间。在本专利技术一实施例中，所述步骤4)中的DG同步比较标号D为分布式电源各状态持续时间轮流加入的数值和，且以有源配电系统每次状态改变的时刻为新起点，是一个随时间更新的数值和。在本专利技术一实施例中，所述步骤5)中有源配电系统的可靠性指标，包括：EENS＝∑UL其中SAIDI、SAIFI、CAIDI、ASAI、EENS分别为有源配电系统平均停电时间指标、有源配电系统平均停电频率指标、用户平均停电时间指标、平均供电可用率指标和电力不足期望，U为负荷点的年平均停电时间，λL为负荷点的年平均故障次数，n为相应负荷点的用户数，N为有源配电系统的总用户数，L为依赖相应负荷点供电的用户功率。本专利技术还提供了一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估系统，包括：建模模块，用于对将有源配电系统中的分布式电源DG和非电源元件进行可靠性建模；第一模块，利用序贯蒙特卡洛法模拟各非电源元件的状态持续时间，得到有源配电系统的状态持续时间序列；第二模块，设计有源配电系统同步比较标号S，根据第一模块得到的有源配电系统的状态持续时间序列，按序反映有源配电系统各状态的持续时间；第三模块，设计DG同步比较标号D，根据第一模块得到的有源配电系统的状态持续时间序列，判断有源配电系统故障修复时间内DG所处的状态或状态变化；计算模块，依据第一模块、第二模块、第三模块得到的结果，计算有源配电系统的可靠性指标。在本专利技术一实施例中，所述有源配电系统同步比较标号S，是一个随时间更新的数值，反映有源配电系统当前所处状态的持续时间；有源配电系统的状态持续时间序列为无故障工作时间和故障修复时间的相互交替，将S更新为当前有源配电系统所处状态的持续时间。在本专利技术一实施例中，所述DG同步比较标号D为分布式电源各状态持续时间轮流加入的数值和，且以有源配电系统每次状态改变的时刻为新起点，是一个随时间更新的数值和。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在进行有源配电网的可靠性评估时，使对分布式电源的状态抽样也遵循序贯蒙特卡洛思想，评估过程更贴合实际，减少了人为的设定与干预。附图说明图1为本专利技术所基于的序贯蒙特卡洛方法下配电系统中元件故障与系统运行状态变化的关系。图2为本专利技术系统同步比较标号S变化过程。图3为本专利技术DG同步比较标号D变化过程。图4为实施例实验测试系统。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供了一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，包括如下步骤：1)将有源配电系统中的分布式电源DG和非电源元件进行可靠性建模；2)依据步骤1)的可靠性建模，利用序贯蒙特卡洛法模拟各非电源元件的状态持续时间，得到有源配电系统的状态持续时间序列；有源配电系统的状态持续时间包括故障修复时间、无故障工作时间；3)设计有源配电系统同步比较标号S，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，按序反映有源配电系统各状态的持续时间；4)设计DG同步比较标号D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)将有源配电系统中的分布式电源DG和非电源元件进行可靠性建模；/n2)依据步骤1)的可靠性建模，利用序贯蒙特卡洛法模拟各非电源元件的状态持续时间，得到有源配电系统的状态持续时间序列；/n3)设计有源配电系统同步比较标号S，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，按序反映有源配电系统各状态的持续时间；/n4)设计DG同步比较标号D，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，判断有源配电系统故障修复时间内DG所处的状态或状态变化；/n5)依据步骤2)-4)得到的结果，计算有源配电系统的可靠性指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将有源配电系统中的分布式电源DG和非电源元件进行可靠性建模；
2)依据步骤1)的可靠性建模，利用序贯蒙特卡洛法模拟各非电源元件的状态持续时间，得到有源配电系统的状态持续时间序列；
3)设计有源配电系统同步比较标号S，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，按序反映有源配电系统各状态的持续时间；
4)设计DG同步比较标号D，依据步骤2)得到的有源配电系统的状态持续时间序列，判断有源配电系统故障修复时间内DG所处的状态或状态变化；
5)依据步骤2)-4)得到的结果，计算有源配电系统的可靠性指标。


2.根据权利要求1所述的基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤1)的可靠性建模，包括建立分布式电源DG的可靠性出力模型和非电源元件的两状态模型。


3.根据权利要求2所述的基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述非电源元件的两状态模型，即非电源元件的正常状态模型和非电源元件的故障状态模型。


4.根据权利要求1所述的基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤2)具体实现如下：
按时间顺序抽样模拟非电源元件的无故障工作时间TTF和故障修复时间TTR：






其中TTF、TTR分别为有源配电系统非电源元件的无故障工作时间、故障修复时间；λ、μ分别为元件的故障率和修复率；R1、R2为位于区间(0，1)内的随机数；
非电源元件具有可修复性，其修复后更新的无故障工作时间：
TTF＝TTF+TTR+TTF'
TTF’为非电源元件的新无故障工作时间；
通过对所有非电源元件的无故障工作时间进行比较，选取无故障工作时间最短的非电源元件的故障修复时间作为有源配电系统的故障修复时间，直至有源配电系统运行完整个时间跨度，即可得到有源配电系统的状态持续时间序列。


5.根据权利要求1所述的基于序贯蒙特卡洛法的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤3)中的有源配电系统同步比较标号S反映有源配电系统当前所处状态的持续时间，其更新方式为；有源配电系统的状态持续时间序列为无故障工作时间和故障修复时间的相互交替，将S更新为当前有源配电系统所处状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建良，陈彬，黄建业，吴涵，范元亮，王雅新，齐冬莲，钱健，刘冰倩，林晨翔，林爽，李真鸣，闫云凤，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，浙江大学，
类型：发明
国别省市：福建;35