综合能源系统的可靠性评估解析计算方法技术方案

本发明专利技术提出了一种综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，建立负荷点和线路的关联矩阵，求逆得到供电路径矩阵；求综合能源系统中负荷点和线路的关联矩阵和供电路径矩阵；明确综合能源系统供电模型的目标函数和约束条件，求解综合能源系统供电模型；计算综合能源系统的可靠性指标。本发明专利技术提出了矩阵化的综合能源系统供电恢复模型，并采用矩阵形式计算可靠性指标，模型准确性好，可用于指导提升配电网可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
综合能源系统的可靠性评估解析计算方法


[0001]本专利技术涉及电力系统的
，特别涉及一种综合能源系统的可靠性评估解析计算方法。

技术介绍

[0002]配电网处于电力系统末端，是向用户供电的重要环节，直接影响用户能否从电网中安全可靠地获取电能。配电网的可靠性评估是对一段时间内向用户持续可靠供能水平的量化评价，评估结果可指导配电网络规划建设、运维检修等安排。
[0003]综合能源系统对传统独立的各能源子系统耦合在一起，可以在某一能源子系统故障时，供应一定量故障网络的负荷，从而提升系统整体的供能可靠性。综合能源配电系统的应用使得运行设备增多、能源耦合紧密度提高，配电网的供电方式也变得更加复杂多样，综合能源配电系统可靠性评估与传统配电网可靠性评估方法也有着较大区别。故障后配电网的负荷点可以由综合能源系统供电，而综合能源系统的高度耦合特性使得配电网可靠性评估模型涉及到多个能源网络，供电模型的建立问题较复杂，因此，如何构建恰当的评估模型并采用适合的评估方法，对于提高综合能源配电系统可靠性具有重要意义。
专利技术内容
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、以开关为边界对配电网进行等效，求取各等效单元的等效故障率和等效修复时间；步骤二、建立负荷点和线路的关联矩阵，求逆得到供电路径矩阵；步骤三、由速断开关位置计算线路故障后，速断开关动作后影响区域的矩阵；步骤四、得到故障后第1类负荷点矩阵和第2类负荷点矩阵；步骤五、将主电源到能源站的供电路径潮流反向，求综合能源系统中负荷点和线路的关联矩阵和供电路径矩阵；步骤六、假设i表示线路，1表示故障，令i＝1；步骤七、明确第i个线路故障时，综合能源系统供电模型的目标函数和约束条件，求解第i个线路故障的综合能源系统供电模型；步骤八、当所有线路故障均计算完毕，则继续执行步骤九，否则i＝i+1并跳转到步骤七；步骤九、计算得到第3类负荷点矩阵和第4类负荷点矩阵；步骤十、计算综合能源系统的可靠性指标。2.根据权利要求1所述的综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，其特征在于：在步骤二中，负荷点和线路的关联矩阵以及供电路径矩阵的求解方法如下：配电网中每一个负荷点均视为相邻线路的起点或终点，根据连接关系建立相应的线路到负荷点的关联矩阵A
e
；若潮流由线路i流向负荷点j，则关联矩阵A
e
(i,j)＝1；若潮流由负荷点j流向线路i，则关联矩阵A
e
(i,j)＝
‑
1；否则取0；若能源站以辅助虚拟线路接入，对关联矩阵A
e
求逆得到供电路径矩阵PSPM，供电路径矩阵PSPM中为1的元素表示从主电源到负荷点潮流所经线路；将供电路径矩阵PSPM的辅助虚拟线路所在列和能源站所在行删去，得到负荷点和线路的供电路径矩阵PSPM
a
。3.根据权利要求1所述的综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，其特征在于：在步骤三中，速断开关动作后影响区域的矩阵形成方法如下：线路与速断开关路径关系的矩阵PSPM
l,s
和从主电源至各线路中所有速断开关的矩阵S
p
，计算方法如式(1)所示：其中，S
bf
为所有速断开关组成的对角矩阵，若第i个速断开关为断路器或熔断器，则S
bf
(i,i)＝1，否则为0；当动作的速断开关下游有其他可以动作的速断开关时，此速断开关应保持原状态，形成减去所有下游速断开关后的矩阵S
a
，若矩阵S
a
的值为负数或0，则表示应保持原状态；将矩阵S
a
的负值取为0得到矩阵S
c
，矩阵S
c
中每行表示该线路故障后实际动作的速断开关，为1的元素即为实际动作的速断开关，矩阵S
a
和矩阵S
c
的计算方法如式(2)所示：
其中，E为单位阵；负荷点和速断开关与负荷点和线路的拓扑关系相同，表示负荷点和速断开关路径关系的矩阵PSPM
lp,s
与负荷点和线路的供电路径矩阵PSPM
a
相等，将线路故障后实际动作的速断开关对应的矩阵PSPM
lp,s
所在列保留，形成表示速断开关动作后影响区域的负荷点矩阵LP
s
；上述计算方法如式(3)所示：4.根据权利要求1所述的综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，其特征在于：在步骤四中，第1类负荷点矩阵和第2类负荷点矩阵的表达式如式(4)所示：其中，ONE是元素全为1的矩阵；LP
s
表示速断开关动作后影响区域的负荷点矩阵；LP
T1
表示第1类负荷点矩阵；LP
T2
表示第2类负荷点矩阵。5.根据权利要求1所述的综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，其特征在于：在步骤五中，综合能源系统中负荷点和线路的关联矩阵表达式如式(5)所示：其中，diag(ResPSPM)表示以供电路径矩阵PSPM中能源站所在行元素的对角矩阵，E
‑
2diag(ResPSPM)使得主电源到能源站经过线路的对角元素为
‑
1，其余为1；综合能源系统中负荷点和线路的供电路径矩阵形成方法如下：与主电源相连接的线路在综合能源系统供电时无影响，将关联矩阵A
es
中该线路及其他能源站的辅助虚拟线路所在行删掉，再将能源站所在列全部删掉，对得到的矩阵求逆，求得综合能源系统中负荷点和线路的供电路径矩阵；对该供电路径矩阵进一步修正：删除辅助虚拟线路所在列，使与主电源相连接的线路与能源站到任何负荷点的路径不重叠，故增加与该线路对应的全0列。6.根据权利要求1所述的综合能源系统的可靠性评估解析计算方法，其特征在于：在步骤七中，以电网损失电能总和最小、综合能源系统供给负荷总量最大为优化目标，综合能源系统供电模型的目标函数表达式如式(6)所示：其中，P
LP
为负荷量的行向量；C
kLPT4
为LP
T4
中故障线路k对应的列；对于任一线路故障，速断开关状态约束表达式如式(7)所示：N
es
个综合能源系统供电约束表达式如式(8)所示：
其中，A矩阵仅表示连接关系，不计潮流方向；S
k
为第k条线路故障时，各速断开关状态组成的列向量；diag(C
kYi
)为Y
i
的故障线路k所在列的元素组成的对角矩阵；diag(S
k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗凤章，葛楠，徐家颖，徐晶，贾利虎，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：