一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，所述电力系统风险评估包括：步骤一、进行元件停运模型确定；步骤二、进行系统状态的选择并进行概率的计算；步骤三、对所选择系统状态产生的后果进行评估；步骤四、进行风险指标的计算；步骤五、进行辐射型配电网络具体风险估算。本发明专利技术通过采用算法可对辐射型网络将可能产生的停电时间平均发生的频繁程度、持续时间、以及严重程度等进行评估。评估。评估。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法


[0001]本专利技术涉及配电系统风险评估
，具体为一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法。

技术介绍

[0002]在我国经济高速腾飞的过程中，工业用电、商业用电、民生用电的需求都在狂热增加，一旦配电网出现故障，则需要短暂停电进行检修和元件切换，而停电则会造成严重的经济损失和民生影响，美国电力科学院EPRI(ElectricPower Research Institute)的一份全国性调查报告披露，仅因电力系统停电对全美国经济造成的损失即高达每年1040
‑
1640亿美元，严重的停电事件促使人们意识到，电力工业多年来采用的N
‑
1原则(单元件故障准则)已不足以保持系统合理的可靠性水平，但是，绝无一家公司会认可电力系统N
‑
2 或N
‑
3的规划原则在经济上的合理性，这也已是普遍的共识。
[0003]现有技术中辐射型配电网络的配电系统风险评估算法存在的缺陷是：
[0004]1、一种可行的选择就是在工程规划、设计、运行和维修中引进风险管理，以使系统的风险水平保持在可接受的范围内，另一方面，用户对电力系统的了解也在日愈深化，他们已经理解到，毫无停电风险而能100％的连续供电，这是一种不可能实现的期望，现有无法解答关于辐射型配电网络的配电系统会发生停电时间的概率以及频繁程度和持续时间，并且不可得知停电的严重程度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种建筑施工电梯施工层高位提升运输施工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，所述电力系统风险评估包括：步骤一、进行元件停运模型确定；步骤二、进行系统状态的选择并进行概率的计算；步骤三、对所选择系统状态产生的后果进行评估；步骤四、进行风险指标的计算；步骤五、进行辐射型配电网络具体风险估算。
[0007]优选的，所述进行元件停运模型确定中通常不可预见的为强迫停运，并且强迫停运通常分为：可修复强迫失效与老化失效即不可修复强迫失效，并且在日常生活中可修复失效的情况占大多数，作为一种常见现象的设备老化，已日益受到许多公司的重点关注，因此如果元件已接近寿命末期，风险评估中应包含有元件的老化失效模式，直到目前为止，电力系统的传统风险评估中仅考虑可修复失效，而忽略了老化失效，不考虑老化失效将极有可能导致低估电力系统风险。
[0008]优选的，所述可修复强迫失效：可以通过稳态循环过程来进行模拟，该过程为“运行－停运－运行”，通过该循环模拟将产生可修复元件运行和停运循环过程图和可修复元件状态空间图，并且通过长期循环过程中的平均不可使用的概率演算出表达式式中：λ为失效率(失效次数/年)；μ为修复率(修复次数/
年)；MTTR为平均修复时间(小时)；MTTF为失效前平均时间(小时)；f为平均失效频率(失效次数/年)。
[0009]优选的，所述老化失效：即元件的使用寿命结束导致出现不可修复的失效，当元件进入元件寿命盆骨曲线的盆骨曲线损耗期时，元件就会出现突发老化失效的问题，且永久无法进行修复，具体为的老化失效与元件使用的时长有关的条件产生的失效时间，所以无法采用来进行模拟，并且老化失效的失效率会随着实现的延长而增大，并非为常数平均失效率需要采用不同的方式来模拟。
[0010]优选的，所述进行系统状态的选择并进行概率的计算后还需要对选择的状态引起的系统问题和矫正措施进行分析，通常在对于系统选择的方法分为两种：第一状态枚举法：其中展开式为(P1+Q1)(P2+Q2)......(P
N
+Q
N
)式中：Pi和Qi分别是第i个元件工作和失效的概率；N是系统中的元件数，系统状态概率由下式给出：式中，N
f
和N
‑
N
f
分别是状态s 中失效和未失效的元件数量，
[0011]所述第二蒙特卡洛模拟法：采用在同一个时间跨度上进行模拟，在进行建立虚拟系统状态转移循环过程采用持续时间抽样法，并且分为以下步骤：1、设定元件的初始状态保持运行；2、对每组元件的状态的持续时间进行抽样，应设置状态持续时间的概率分布，对于不同的状态，如操作或维修过程，可以假设状态持续时间的概率分布不同；3、在持续的研究中重复进行第2步操作，并且记录所有元件的每一状态进行抽样产生的抽样值，以获得给定时间跨度内每个元件的时序状态转换过程；4、再组合所有元件的状态转移过程，以建立系统时序状态转移循环过程；5、最终对每一个不同系统状态的系统进行分析，并且计算风险指标函数，表达式：表达式：和式中：P
f
,F
t
和D
f
分别为系统失效概率、频率和平均持续时间；D
dk
是第k个停运状态的持续时间；D
uj
是第j个运行状态的持续时间；M
dn
和M
up
分别为在模拟时间跨度内系统失效和运行状态出现的次数，除非失效或运行状态在抽样跨度末被截尾，否则这两个被抽取的状态数一般是相同的，可以见蒙特卡洛法的关键在于系统状态转移过程的生成，该方法的本质是建立一个虚拟的系统运行和失效的转移循环过程。
[0012]优选的，所述对所选择系统状态产生的后果进行评估中电力系统分为发电、输电、变电站、和配电等功能范围，发电系统风险评估只关注发电设施，并称之为第一层次HL1
‑
Hierarchical Level 1的研究，第二层次HL2)研究包括发电和输电设备，而第三层次HL3包括全部功能范围。
[0013]优选的，所述进行风险指标的计算包括发电系统和输电发展规划，其中发电系统：我们将忽略发电和负载之间的电网部分，发电系统的风险评估提供了充分性的总体衡量指标，而不是单个变电站或负荷点的指标，换言之，该模型处理两个随机变量，即发电量和负荷，这两个变量都包括与其各自发生概率相对应的多级功率水平，系统分析的逻辑很简单，与发电机故障的系统状态相对应，如果此时总负荷大于总发电量，则有必要降低负荷以保持功率平衡，发电系统评估的目的是量化发电机随机故障造成的风险，将与系统的所有可能状态相对应的负荷降低及其发生概率组合起来，以建立发电系统风险指数，发电系统风险评估必须考虑负荷曲线，原始负荷曲线可由负荷持续时间曲线中所示的多级模型及其多
级分层模型表示，负载水平越高，模型越精确，在给定的负载等级分类之后，可以将每个负载点分配到最接近的等级，以获得离散的负载概率分布，通过将数据与枚举概念相结合，可以获得广义负载等级分类及其概率，从这个表中可以看出，每个级别的原始负载水平已经被七个级别取代，每个级别新负载水平的概率是正态分布的七个离散概率值中的一个加权原始负载水平的可能性，需要注意的是，表中的k是标准偏差与k级原始负载水平的比值，每个级别的原始负载水平可能有不同的标准偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：电力系统风险评估包括：步骤一、进行元件停运模型确定；步骤二、进行系统状态的选择并进行概率的计算；步骤三、对所选择系统状态产生的后果进行评估；步骤四、进行风险指标的计算；步骤五、进行辐射型配电网络具体风险估算。2.根据权利要求1所述的一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：所述进行元件停运模型确定中通常不可预见的为强迫停运，并且强迫停运通常分为：可修复强迫失效与老化失效即不可修复强迫失效，并且在日常生活中可修复失效的情况占大多数，作为一种常见现象的设备老化，已日益受到许多公司的重点关注，因此如果元件已接近寿命末期，风险评估中应包含有元件的老化失效模式，直到目前为止，电力系统的传统风险评估中仅考虑可修复失效，而忽略了老化失效，不考虑老化失效将极有可能导致低估电力系统风险。3.根据权利要求2所述的一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：所述可修复强迫失效：可以通过稳态循环过程来进行模拟，该过程为“运行－停运－运行”，通过该循环模拟将产生可修复元件运行和停运循环过程图和可修复元件状态空间图，并且通过长期循环过程中的平均不可使用的概率演算出表达式式中：λ为失效率(失效次数/年)；μ为修复率(修复次数/年)；MTTR为平均修复时间(小时)；MTTF为失效前平均时间(小时)；f为平均失效频率(失效次数/年)。4.根据权利要求2所述的一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：所述老化失效：即元件的使用寿命结束导致出现不可修复的失效，当元件进入元件寿命盆骨曲线的盆骨曲线损耗期时，元件就会出现突发老化失效的问题，且永久无法进行修复，具体为的老化失效与元件使用的时长有关的条件产生的失效时间，所以无法采用来进行模拟，并且老化失效的失效率会随着实现的延长而增大，并非为常数平均失效率需要采用不同的方式来模拟。5.根据权利要求1所述的一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：所述进行系统状态的选择并进行概率的计算后还需要对选择的状态引起的系统问题和矫正措施进行分析，通常在对于系统选择的方法分为两种：第一状态枚举法：其中展开式为(P1+Q1)(P2+Q2)......(P
N
+Q
N
)式中：Pi和Qi分别是第i个元件工作和失效的概率；N是系统中的元件数，系统状态概率由下式给出：式中，N
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N
f
分别是状态s中失效和未失效的元件数量，所述第二蒙特卡洛模拟法：采用在同一个时间跨度上进行模拟，在进行建立虚拟系统状态转移循环过程采用持续时间抽样法，并且分为以下步骤：1、设定元件的初始状态保持运行；2、对每组元件的状态的持续时间进行抽样，应设置状态持续时间的概率分布，对于不同的状态，如操作或维修过程，可以假设状态持续时间的概率分布不同；3、在持续的研究中重复进行第2步操作，并且记录所有元件的每一状态进行抽样产生的抽样值，以获得给定时间跨度内每个元件的时序状态转换过程；4、再组合所有元件的状态转移过程，以建立系统
时序状态转移循环过程；5、最终对每一个不同系统状态的系统进行分析，并且计算风险指标函数，表达式：和式中：P
f
,F
t
和D
f
分别为系统失效概率、频率和平均持续时间；D
dk
是第k个停运状态的持续时间；D
uj
是第j个运行状态的持续时间；M
dn
和M
up
分别为在模拟时间跨度内系统失效和运行状态出现的次数，除非失效或运行状态在抽样跨度末被截尾，否则这两个被抽取的状态数一般是相同的，可以见蒙特卡洛法的关键在于系统状态转移过程的生成，该方法的本质是建立一个虚拟的系统运行和失效的转移循环过程。6.根据权利要求1所述的一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：所述对所选择系统状态产生的后果进行评估中电力系统分为发电、输电、变电站、和配电等功能范围，发电系统风险评估只关注发电设施，并称之为第一层次HL1
‑
Hierarchical Level 1的研究，第二层次HL2)研究包括发电和输电设备，而第三层次HL3包括全部功能范围。7.根据权利要求1所述的一种应用于辐射型配电网络的配电系统风险评估算法，其特征在于：所述进行风险指标的计算包括发电系统和输电发展规划，其中发电系统：我们将忽略发电和负载之间的电网部分，发电系统的风险评估提供了充分性的总体衡量指标，而不是单个变电站或负荷点的指标，换言之，该模型处理两个随机变量，即发电量和负荷，这两个变量都包括与其各自发生概率相对应的多级功率水平，系统分析的逻辑很简单，与发电机故障的系统状态相对应，如果此时总负荷大于总发电量，则有必要降低负荷以保持功率平衡，发电系统评估的目的是量化发电机随机故障造成的风险，将与系统的所有可能状态相对应的负荷降低及其发生概率组合起来，以建立发电系统风险指数，发电系统风险评估必须考虑负荷曲线，原始负荷曲线可由负荷持续时间曲线中所示的多级模型及其多级分层模型表示，负载水平越高，模型越精确，在给定的负载等级分类之后，可以将每个负载点分配到最接近的等级，以获得离散的负载概率分布，通过将数据与枚举概念相结合，可以获得广...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨代勇，列剑平，竺筱晶，于群英，赵春明，许雨嫣，赵天成，杨明，周磊，郭家昌，刘春博，刘赫，崔天城，矫立新，林海丹，刘俊博，刘丹，朱瑞，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：