一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法及装置。其中，方法包括：依据故障阶数将系统状态划分为高阶状态与低阶状态；确定被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值；基于第一修正值，确定被评估系统的系统状态为低阶状态的累积概率以及基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值；基于根据支路独立性确定的系统独立性矩阵，确定被评估系统的系统状态为高阶状态时的状态影响增量的第二修正值；基于第二修正值，确定被评估系统基于低阶状态子空间的状态影响的第二条件期望值；基于第一修正值、累积概率、第一条件期望值、第二修正值以及第二条件期望值，确定被评估系统的系统可靠性指标。指标。指标。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法及装置。

技术介绍

[0002]电力工业进入放松管制时代以来，竞争的新环境迫使电力公司不得不在极限状态下运行系统，这在带来经济效益的同时也不可避免地降低了电力系统的可靠性。以可靠性定量评估为基础的可靠性管理对于保障电网可靠性水平、满足用户用电需求而言异常重要。在综合发输电系统的可靠性评估中，可靠性指标的精确性与获取效率直接关乎到大电网的安全稳定运行状态。随着新能源占比的日趋提高以及互联电网规模的日益庞大，如何快速且精确地评估出系统的可靠性成为当前相关研究所面临的巨大挑战。针对上述的现有技术中针对输电系统可靠性评估存在精度低与效率差的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中针对输电系统可靠性评估存在精度低与效率差的技术问题，本专利技术提供一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法及装置。
[0004]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法，包括：
[0005]依据故障阶数将系统状态划分为高阶状态与低阶状态，其中所述高阶状态用于指示系统的故障状态大于预设的阶数，所述低阶状态用于指示系统的故障阶数为预设的阶数或者系统处于正常运行状态；
[0006]确定被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值；
[0007]基于第一修正值，确定被评估系统的系统状态为低阶状态的累积概率以及基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值；
[0008]基于被评估系统的支路独立性，确定被评估系统的系统独立性矩阵；
[0009]基于系统独立性矩阵，确定被评估系统的系统状态为高阶状态时的状态影响增量的第二修正值；
[0010]基于第二修正值，确定被评估系统基于低阶状态子空间的状态影响的第二条件期望值；
[0011]根据预设的系统可靠性指标的估计量算法，基于第一修正值、累积概率、第一条件期望值、第二修正值以及第二条件期望值，确定被评估系统的系统可靠性指标。
[0012]可选地，确定被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值，包括：
[0013]建立被评估系统的低阶状态子空间S
L
；
[0014]逐个枚举低阶状态子空间S
L
中的系统状态；
[0015]基于最优潮流法计算低阶状态子空间S
L
中对应系统状态的影响；
[0016]基于预先定义的修正值计算公式，计算被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值ΔI
s(l)
'，直至低阶状态子空间S
L
中的所有状态均被枚举。
[0017]可选地，预先定义的状态影响增量的表达式为：
[0018][0019]式中，s表示被评估系统的某个状态，由该状态下所有故障元件的集合来表示，当s＝Φ时该状态为正常状态，当s≠Φ时该状态为事故状态；n
s
为故障元件的数量；u是状态s所对应的某个低阶状态，它表示为s的一个子集；I
u
表示u的状态影响，通过最优潮流算法求取；是状态s所对应的阶数为k的低阶状态的集合，数学表示如下：
[0020][0021]式中，v是与状态s相对应的低阶状态；Card(v)是集合v的基数；
[0022]预先定义的修正值计算公式为：
[0023][0024]式中，ΔI
s
'为状态影响增量ΔI
s
的修正值；a
j
表示电网元件j的可用率；A表示被评估系统中所有元件所组成的集合；A
‑
s是被评估系统中除了状态s所对应故障元件之外的剩余元件的集合。
[0025]可选地，基于第一修正值，确定被评估系统的系统状态为低阶状态的累积概率以及基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值，包括：
[0026]基于第一修正值ΔI
s(l)
'，利用以下计算公式确定被评估系统的系统状态为低阶状态的累积概率P
L
：
[0027][0028]式中，s表示被评估系统的某个状态；S
L
是低阶状态子空间；P
s
表示状态s的发生概率；
[0029]基于第一修正值ΔI
s(l)
'和累积概率P
L
，利用以下计算公式确定被评估系统基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值R
L
：
[0030][0031]式中，s(l)表示第l个状态样本，它是一个随机变量；S
L
是低阶状态子空间；P
s
表示状态s的发生概率。
[0032]可选地，基于被评估系统的支路独立性，确定被评估系统的系统独立性矩阵，包括：
[0033]步骤一：获取被评估系统正常状态下的潮流数据和支路独立阈值λ；
[0034]步骤二：初始化两个n
×
n阶零矩阵M1与M2以及两个计数器f1和f2，其中n是被评估系统的支路数，f1和f2的初始值为0；
[0035]步骤三：令计数器f1＝f1+1，基于直流潮流法分析支路f1断开后被评估系统各支路的潮流数据，并计算所有支路相较于被评估系统正常状态下的潮流变化率，用得到的潮流变化率数值替代矩阵M1中的第f1行元素；
[0036]步骤四：如果计数器f1＜n，继续执行步骤三，反之则进入步骤五；
[0037]步骤五：将矩阵M1中大于支路独立阈值λ的元素数值修改为1；
[0038]步骤六：令计数器f2＝f2+1且k＝f2；
[0039]步骤七：令k＝k+1，将矩阵M1中的第k行元素与第f2行元素相加，如果所得的值大于1则将矩阵M2中的第f2行第k列元素与第k行第f2列元素的数值修改为1；
[0040]步骤八：如果k＜n，继续执行步骤七，反之则进入步骤九；
[0041]步骤九：如果f2＜n，返回步骤六，反之所给定的矩阵M2即为被评估系统的系统独立性矩阵。
[0042]可选地，基于系统独立性矩阵，确定被评估系统的系统状态为高阶状态时的状态影响增量的第二修正值，包括：
[0043]步骤一：建立被评估系统的高阶状态子空间S
H
；
[0044]步骤二：在高阶状态子空间S
H
对状态进行采样；
[0045]步骤三：根据系统独立性矩阵M2建立状态独立性矩阵D，所述状态独立性矩阵D为一个对称矩阵，矩阵的阶数为被评估系统的系统状态的故障阶数且矩阵的对角元素均设定为0；
[0046]步骤四：基于Floyd算法求取状态独立性矩阵D所对应的可达矩阵H；
[0047]步骤五：如果可达矩阵H中的所有元素都是1，则进入步骤六，否则转至步骤八。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑支路独立性的输电系统可靠性评估方法，其特征在于，包括：依据故障阶数将系统状态划分为高阶状态与低阶状态，其中所述高阶状态用于指示系统的故障状态大于预设的阶数，所述低阶状态用于指示系统的故障阶数为预设的阶数或者系统处于正常运行状态；确定被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值；基于第一修正值，确定被评估系统的系统状态为低阶状态的累积概率以及基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值；基于被评估系统的支路独立性，确定被评估系统的系统独立性矩阵；基于系统独立性矩阵，确定被评估系统的系统状态为高阶状态时的状态影响增量的第二修正值；基于第二修正值，确定被评估系统基于低阶状态子空间的状态影响的第二条件期望值；根据预设的系统可靠性指标的估计量算法，基于第一修正值、累积概率、第一条件期望值、第二修正值以及第二条件期望值，确定被评估系统的系统可靠性指标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值，包括：建立被评估系统的低阶状态子空间S
L
；逐个枚举低阶状态子空间S
L
中的系统状态；基于最优潮流法计算低阶状态子空间S
L
中对应系统状态的影响；基于预先定义的修正值计算公式，计算被评估系统的系统状态为低阶状态时的状态影响增量的第一修正值ΔI
s(l)
'，直至低阶状态子空间S
L
中的所有状态均被枚举。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预先定义的状态影响增量的表达式为：式中，s表示被评估系统的某个状态，由该状态下所有故障元件的集合来表示，当s＝Φ时该状态为正常状态，当s≠Φ时该状态为事故状态；n
s
为故障元件的数量；u是状态s所对应的某个低阶状态，它表示为s的一个子集；I
u
表示u的状态影响，通过最优潮流算法求取；是状态s所对应的阶数为k的低阶状态的集合，数学表示如下：式中，v是与状态s相对应的低阶状态；Card(v)是集合v的基数；预先定义的修正值计算公式为：式中，ΔI
s
'为状态影响增量ΔI
s
的修正值；a
j
表示电网元件j的可用率；A表示被评估系统中所有元件所组成的集合；A
‑
s是被评估系统中除了状态s所对应故障元件之外的剩余元件的集合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于第一修正值，确定被评估系统的系统
状态为低阶状态的累积概率以及基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值，包括：基于第一修正值ΔI
s(l)
'，利用以下计算公式确定被评估系统的系统状态为低阶状态的累积概率P
L
：式中，s表示被评估系统的某个状态；S
L
是低阶状态子空间；P
s
表示状态s的发生概率；基于第一修正值ΔI
s(l)
'和累积概率P
L
，利用以下计算公式确定被评估系统基于低阶状态子空间的状态影响的第一条件期望值R
L
：式中，s(l)表示第l个状态样本，它是一个随机变量；S
L
是低阶状态子空间；P
s
表示状态s的发生概率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于被评估系统的支路独立性，确定被评估系统的系统独立性矩阵，包括：步骤一：获取被评估系统正常状态下的潮流数据和支路独立阈值λ；步骤二：初始化两个n
×
n阶零矩阵M1与M2以及两个计数器f1和f2，其中n是被评估系统的支路数，f1和f2的初始值为0；步骤三：令计数器f1＝f1+1，基于直流潮流法分析支路f1断开后被评估系统各支路的潮流数据，并计算所有支路相较于被评估系统正常状态下的潮流变化率，用得到的潮流变化率数值替代矩阵M1中的第f1行元素；步骤四：如果计数器f1＜n，继续执行步骤三，反之则进入步骤五；步骤五：将矩阵M1中大于支路独立阈值λ的元素数值修改为1；步骤六：令计数器f2＝f2+1且k＝f2；步骤七：令k＝k+1，将矩阵M1中的第k行元素与第f2行元素相加，如果所得的值大于1则将矩阵M2中的第f2行第k列元素与第k行第f2列元素的数值修改为1；步骤八：如果k＜n，继续执行步骤七，反之则进入步骤九；步骤九：如果f2＜n，返回步骤六，反之所给定的矩阵M2即为被评估系统的系统独立性矩阵。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于系统独立性矩阵，确定被评估系统的系统状态为高阶状态时的状态影响增量的第二修正值，包括：步骤一：建立被评估系统的高阶状态子空间S
H
；步骤二：在高阶状态子空间S
H
对状态进行采样；步骤三：根据系统独立性矩阵M2建立状态独立性矩阵D，所述状态独立性矩阵D为一个对称矩阵，矩阵的阶数为被评估系统的系统状态的故障阶数且矩阵的对角元素均设定为0；步骤四：基于Floyd算法求取状态独立性矩阵D所对应的可达矩阵H；步骤五：如果可达矩阵H中的所有元素都是1，则进入步骤六，否则转至步骤八。步骤六：基于最优潮流法计算阶状态子空间S
H
中对应系统状态的影响...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈政委，侯硕楠，孙华东，汤涌，陈长胜，仲悟之，王安斯，赵兵，徐式蕴，吴广禄，易俊，王姗姗，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：