基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法技术

技术编号:28036842 阅读:23 留言:0更新日期:2021-04-09 23:19
本发明专利技术公开了一种基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法,本发明专利技术在参数优化迭代计算中基于子集模拟技术不断自适应缩小进行系统状态抽取的系统状态子空间(子集),并通过M‑H抽样实现系统状态子空间中的系统状态随机抽取,从而显著加快交叉熵参数优化的迭代更新速度,进而加快整个电网可靠性交叉熵蒙特卡洛仿真的速度。本发明专利技术能有效地加快交叉熵的迭代收敛速度以及减少所需的迭代次数,提高了交叉熵方法对大电网故障信息的处理效率,在高可靠性系统中能有效地捕获到罕见的故障事件,从而加快了交叉熵迭代过程中参数更新的效率,加速了可靠性评估的速度。

【技术实现步骤摘要】
基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法
本专利技术涉及新能源发电技术以及微电网
,具体涉及一种基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法。
技术介绍
由于蒙特卡罗仿真(MCS)能灵活模拟系统的运行特性,因此在大规模电网可靠性评估中受到广泛应用。MCS的收敛性主要取决于系统可靠性水平,对于高可靠性系统,为达到给定仿真精度所需样本容量通常较大,导致仿真时间很长,而方差削减技术则成为加快MCS仿真效率的有效手段。重要抽样法(IS)是一种广为关注的高效方差削减技术,它通过改变随机变量的原始概率密度函数(PDF),使得对电网停电风险起重要作用的系统状态更易抽取,从而达到电网可靠性MCS的显著提速效果。如何优化求取重要抽样概率密度函数(IS-PDF)的参数是IS法取得良好加速性能的关键,如果求取的IS-PDF参数不合适则可能导致相反效果,即更慢的仿真效率。近年来,交叉熵法(CEM)作为IS法中的一种有效方法,因其在MCS中的高效加速效果而备受关注。CEM法的核心思路为:由于理论上的最优IS-PDF(即零方差PDF)无法获取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法,按如下步骤进行:/n1)设置方差系数β

【技术特征摘要】
1.基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法,按如下步骤进行:
1)设置方差系数βmax,抽样次数N1=i=1;
2)根据重要抽样函数g(x|Qop,Ω0)抽取一个系统状态xi,并计算似然比函数值W(xi;P,Qop);
3)通过潮流计算评估系统状态xi,若不存在潮流越限,则系统状态正常,H(xi)=0;若存在潮流越限,则进行最优削负荷计算确定削负荷量LS(xi),若LS(xi)>0,则系统状态故障,H(xi)=1;否则H(xi)=0;H(xi)是判断系统状态是否故障的指示函数;
4)按下式计算失负荷概率LOLP和未供应的电能期望值EENS:






5)计算EENS的方差系数β,若β<βmax,结束可靠性评估,输出失负荷概率LOLP和未供应的电能期望值EENS并作为电网可靠性评估结果;否则,令i=i+1,N1=i,返回第2)步;
其特征在于:所述重要抽样函数g(x|Qop,Ω0)按如下方法得到,
2.1)初始化参数:每次迭代的样本数N,多级别参数ρ,迭代次数k=1,固定比例γ=pk/pk-1;pk=P(x∈Ωk)表示子空间Ωk出现的概率;
2.2)根据原始概率密度函数f(x|P,Ω0)抽样得到N个系统状态样本{xi,i=1,2,…,N};
2.3)评估系统状态xi的系统性能函数S(xi)(i=1,2…,N),并将S(xi)按从小到大的顺序排序:S[1]<S[2]<…<S[N],令阈值dk=S[γN],系统性能函数S(xi)小于等于dk的所有系统状态都用于交叉熵的参数优化,即:x[j](j=1,2…,γN),并基于此更新概率密度函数中各个随机变量的参数;如果则Qop=Qk,并停止算法,该参数更新后得到的新的概率密度函数即为所述重要抽样函数g(x|Qop,Ω0);否则令j=1,x0=x[j];
2.4)将x0作为一个种子使用M-H抽样生成1/γ个新的系统状态样本xi(i=(j-1)/γ+m;m=1,2,…,1/γ),且新生成的1/γ个系统状态样本xi都满足条件:S(xi)≤dk,即xi属于条件故障子空间Ωk;
2.5)如果j<γN,则j=j+1,x0=x[j],并返回第2.4)步;否则,将所有生成的样本xi(1≤i≤N)作为从条件概率密度函数f(x|P,Ωk)抽样得到的样本,并设置迭代次数k=k+1,返回第2.3)步。


2.根据权利要求1所述的基于交叉熵参数子集模拟优化的电网可靠性评估方法,其特征在于:步骤2.4)中将x0作为一个种子使用M-H抽样生成1/γ个新的系统状态样本过程如下:
2.4.1)初始化:给定系统状态种子i=0;
2.4.2)根据转换规则将系统状态xi中的系统元件转换为均匀分布U(0,1)的连续型随机变量对每个实际分布范围为[a,b]=[0,1]的随机变量根据建议概率密度函数生成候选样本θj,并计算接受率以概率min(rj,1)接受候选样本否则,如果则系统元件状态否...

【专利技术属性】
技术研发人员:耿莲王慧庄汝学姚浩威崔鲁李亚琴姜莹谢维国
申请(专利权)人:苏州电力设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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