【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网可靠性评价领域，具体为一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法。
技术介绍
1、在电力系统中，配电网的重要性不可忽视，其可靠性直接关系到电力供应的稳定性与可靠性。因此，提高配电网的可靠性是重中之重。然而，为了提高配电网的可靠性，目前采取的措施并不能同时兼顾配电网可靠性的提升和经济性。在配电系统规划中，如何在提高可靠性的同时考虑可靠性投资的经济性仍是一项极为重要的挑战。为解决这一问题，大量研究集中在配电网可靠性评估领域和可靠性规划方面。在配电网可靠性评估方面，研究主要集中在基于配电网拓扑信息和元件可靠性参数，采用解析法或模拟法计算各项可靠性指标。在配网可靠性规划方面，研究主要集中在从可靠性成本效益的角度选择最优配网规划。然而，在同时考虑配电网技术约束和可靠性约束下，如何最小化可靠性改造方案投资总成本和经济性分析仍然需要更深入的研究。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决在同时考虑配电网技术约束和可靠性约束下，如何实现最小化可靠性改造方案投资总成本和经济性分析的问题，提供了一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法。
2、本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，包括如下步骤：
3、s1：建立能够定量评估配电网可靠性的系统可靠性评估指标，以及反映提高配电网可靠性规划方案的经济指标；把减小配电系统故障持续时间和故障率作为规划目标，确定相关配网技术的电流电压、功率平衡等约束条件，以及系统可靠性指标水平约束条件；
4、择定的可靠性评估指标包括以下4个指标：
5、①系统平均供电可用率ηasai
6、系统平均供电可用率ηasai是指一年内所有用户供电小时数与期望供电总小时数之比，期望供电总小时数即需求小时数，表达式如下：
7、
8、式中，nj是第j个的负荷点用户数量；uj是第j个的负荷点年平均停电时间；
9、②系统平均停电频率fsaifi
10、系统平均停电频率fsaifi是指一年内用户经历停电事件的平均次数，表达式如下：
11、
12、式中，λj是第j个的负荷点年平均故障率；
13、③系统平均停电时间tsaidi
14、系统平均停电时间tsaidi是指一年内每个用户经历的平均停电时间，表达式如下：
15、
16、④系统总电量不足期望
17、系统总电量不足期望是指一年内配电系统供给不足电量的平均值，表达式如下：
18、
19、式中，pj是第j个负荷点年平均供电功率；
20、择定的经济性评估指标为内部收益率firr，当内部收益率若大于基准收益率，说明该项目的收益达到最低标准，项目可行，反之则不可行；firr的计算公式为：
21、
22、资本回收系数crf(capital recovery factor)考虑了投资的总额、投资的期限以及折现率等因素，帮助确定每年需要从项目中获得的资金，以覆盖投资的成本；可靠性收益为总收益与crf的比值，计算方式如下：
23、
24、式中，dr是贴现率，t是项目周期。
25、s2：采集所研究的局域配电网历史停电的故障信息，根据提取的故障信息评估已建立好的配电网可靠性指标；建立元件的故障修复概率模型，采用序贯蒙特卡洛模拟的方法，得到配电系统在可靠性改造前的各项可靠性指标，寻找系统可靠性的薄弱点，针对性地提出提高配电系统可靠性的优化方案，具体如下：
26、s21：序贯蒙特卡洛法评估配电网可靠性时，随机抽样得到系统内各个元件的运行状态；元件在“运行-失效-运行”两种状态交替下运行；假设元件的故障率和修复率分别为λ和μ，则元件的这种运行特征可建立为两状态模型；
27、s22：构建元件的故障和修复时间概率模型；配电网中的元件都是无记忆性元件，元件在相同的时间间隔内故障和修复的概率相同，即元件的故障率λ和修复率μ均为常数，因此，由概率相关知识可知，故元件的无故障工作时间ttf和修复时间ttr服从指数分布，其概率密度函数分别为：
28、
29、
30、式中，f(t)是元件无故障运行时间的概率密度函数，g(t)是元件故障修复时间的概率密度函数；
31、ttf和ttr的分布函数分别为f(t)和g(t)：
32、
33、
34、式(11)和式(12)经过反函数变换可得到元ttf和ttr的计算公式，如式(11)和式(12)所示：
35、
36、
37、式中，δ是服从范围为(0，1)均匀分布的随机数，由随机数生成程序生成；
38、s23：采用序贯蒙特卡洛法进行配电网可靠性评估。首先根据元件的故障和修复模型以及生成的随机数，确定系统中各个元件的工作和故障状态。然后以小时为单位，依次检验系统每个时段的运行状态。某个时段系统发生故障时，搜索因故障元件导致停电的负荷点，并计算故障元件的修复时间，将该时段系统无故障工作时间和故障修复时间累加到仿真时间。当仿真时间达到一年时，就可以计算该年系统和负荷点的可靠性评估指标。最后，将上述方法进行多年的模拟，计算各可靠性评估指标的平均值。
39、s3：确立多目标优化方法为帕累托pareto最优优化方法，将整个优化问题建立为混合整数非线性规划模型，约束条件为配电网本征约束和可靠性准则约束，目标函数为最小化可靠性改造措施的投资成本、网络损耗成本、缺电成本、补偿电容器组配置成本；具体如下：
40、s31：基于混合整数非线性规划确定可靠性改造方案投资成本、网络损耗成本、缺电成本、补偿电容器组配置成本的数学表达式：
41、可靠性改造方案投资成本c1的计算方式如下：
42、
43、其中，ne、nm、np分别为配网元件总数、减少故障持续时间、故障率所采取的措施总数，xij，m分别为第ij个元件为减少故障持续时间所采取的第m个措施的成本和对应的决策变量；yij，p分别为第ij个元件为减少故障率所采取的第p个措施的成本和对应的决策变量；分别为第ij个元件为减少故障修复时间所采取的第m个措施的年成本及为减少故障率所采取的第p个措施的年成本；
44、缺电成本c2的计算方式如下：
45、
46、srij＝rij-(δrij·xij，m) (15)
47、sλij＝λij-(δλij·yij，m) (16)
48、式中，为第ij个元件的缺电成本；sλij、srij分别为第ij个元件的采取可靠性提升改造措施后的故障率和故障持续时间；δrij和δλij为设备ij采取措施后的故障持续时间变化量和故障率变化量，为了获得其值，需要对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，其特征在于：步骤S2具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，其特征在于：步骤S3具体为：
【技术特征摘要】
1.一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于经济性分析的配电网可靠性提升方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤s1具体为：
【专利技术属性】
技术研发人员：徐超，刘汇川，张雅雯，马天，李少强，沈高锋，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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