一種輸電網靜態可靠性評估方法
2023-09-18 19:19:40 5
專利名稱：一種輸電網靜態可靠性評估方法
技術領域：
本發明屬於電力系統的模擬與計算領域，具體涉及一種輸電網靜態可靠性評估方法。
背景技術：
可靠性代表系統保證滿足用戶需求功能的能力，電力系統可靠性是對電力系統按可接受的質量標準和所需數量不間斷地向電力用戶供應電力和電能能力的度量。電力系統可靠性包括充裕性和安全性兩個方面。充裕性(adequacy)是指電力系統維持連續供給用戶總的電力需求和總的電能量的能力，同時考慮到系統元件的計劃停運及合理的期望非計劃停運。充裕性又稱靜態可靠性，也就是在靜態條件下電力系統滿足用戶電力和電能能量的能力。安全性(Security)是指電力系統承受突然發生的擾動，例如突然短路或未預料短路或預料到的失去系統元件的能力。安全性也稱動態可靠性，即在動態條件下電力系統經受住突然擾動並不間斷地向用戶提供電力和電能量的能力。圖論拓撲分析中常用到的概念分別解釋如下(1)圖圖是節點和弧的集合，由無向弧構成的圖稱為無向圖，由有向弧構成的圖稱為有向圖。(2)路集連接任意兩節點間有向弧組成的弧的集合，稱為這兩個節點間的一條路或稱道路；由輸入節點到輸出節點的所有路的集合，稱為路集。(3)最小路如果一條路中移去任意一條弧後就不再構成路，則稱這條路為最小路；由最小路構成的集合稱為最小路集。(4)割集割集是網絡中由弧構成的一個集合；若這些弧失效，則導致網絡由起點到終點的有向路徑全部失效。(5)最小割集如果從一個割集中任意移去一條弧後就不再是割集，則稱這個割集為最小割集。在基於連通性的算法中，首先將主接線拓撲化，找出變電站到源點的最小路，然後結合一定的準則，求出系統正常工作的所有情況，也就是正常工作的通路集。將通路集中所有通路不交化後，就可以得到系統正常工作的拓撲表達式。根據這個表達式就可以分析出在給定的準則下輸電網系統的可靠性指標。最小割集算法也是通過拓撲分析，搜索出變電站到源點的最小路，但並不去求系統正常的情況，而是通過對這些最小路進行數學處理，得到影響變電站到源點的故障集合。從圖論上理解，這個故障集合就是變電站到源點的最小割集。它與偶發事故枚舉法中所提到的停運事故的特性有很好的相近之處，也就是低階割集事件不會出現在高階割集事件中，而且這些事件就是偶發事故枚舉法中提到的對系統可靠性影響最大的停運事件組合
發明內容
本發明的目的是提供一種輸電網靜態可靠性評估方法，該方法利用網絡拓撲分析，可快速的評估輸電網系統的大致可靠性水平，計算簡單，在反覆修改、校正規劃和運行時，為運行和規劃人員提供了一個便捷計算可靠性指標的方法，該方法計算簡捷、直觀，具有較好的實際指導意義和應用價值。本發明的目的是採用下述技術方案實現的一種輸電網靜態可靠性評估方法，其改進之處在於，所述方法包括下述步驟(1)建立輸電網可靠性評估拓撲分析模型，並確定評估參數；(2)建立所述拓撲分析模型的連集矩陣；(3)比較所需計算變電站與相鄰的變電站之間的連集數i和相鄰變電站之間的連集數j的大小，計算變電站之間的迴路可靠性數據；(4)確定可靠性指標；(5)根據步驟(4)確定的所述指標，分析所述輸電網系統的可靠性能。本發明提供的一種優選的技術方案是所述步驟(1)中的可靠性評估參數包括元件的故障率λ、故障平均修復時間r和系統的不可用率U。本發明提供的第二優選的技術方案是所述步驟O)的建立連集矩陣包括所需計算變電站與相鄰變電站的連集關係，並對所述相鄰的變電站進行標註。本發明提供的第三優選的技術方案是所述步驟(3)中，所述變電站包括所需計算變電站和相鄰變電站；通過比較所述連集數i和連集數j的大小計算所述變電站之間的連集可靠性。本發明提供的第四優選的技術方案是若所述連集數j ^ i，則計算所需變電站與相鄰變電站之間的迴路可靠性數據，記為Xkl，再計算相鄰變電站之間的迴路可靠性數據，記為Xk2 ；若所述連集數j > i，則只計算所需計算變電站與相鄰的變電站之間的迴路可靠性數據，記為Akl，令Xk2 = O ；所述k為與所需計算變電站相連變電站的編號。本發明提供的第五優選的技術方案是所述步驟(4)中，所述確定可靠性指標包括將所述的迴路可靠性數據寫成如下矩陣
權利要求
1.一種輸電網靜態可靠性評估方法，其特徵在於，所述方法包括下述步驟(1)建立輸電網可靠性評估拓撲分析模型，並確定評估參數；(2)建立所述拓撲分析模型的連集矩陣；(3)比較所需計算變電站與相鄰的變電站之間的連集數i和相鄰變電站之間的連集數j的大小，計算變電站之間的迴路可靠性數據；(4)確定可靠性指標；(5)根據步驟(4)確定的所述指標，分析所述輸電網系統的可靠性能。
2.如權利要求1所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟(1)中的可靠性評估參數包括元件的故障率λ、故障平均修復時間r和系統的不可用率U。
3.如權利要求1所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟(2)的建立連集矩陣包括所需計算變電站與相鄰變電站的連集關係，並對所述相鄰的變電站進行標註。
4.如權利要求1所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟(3)中，所述變電站包括所需計算變電站和相鄰變電站；通過比較所述連集數i和連集數j的大小計算所述變電站之間的連集可靠性。
5.如權利要求4所述的可靠性評估方法，其特徵在於，若所述連集數j^ i，則計算所需變電站與相鄰變電站之間的迴路可靠性數據，記為λ kl，再計算相鄰變電站之間的迴路可靠性數據，記為Xk2 ；若所述連集數」>1，則只計算所需計算變電站與相鄰的變電站之間的迴路可靠性數據，記為Xkl，令Xk2 = 0 ；所述k為與所需計算變電站相連變電站的編號。
6.如權利要求1所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟(4)中，所述確定可靠性指標包括將所述的迴路可靠性數據寫成如下矩陣
7.如權利要求6所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述串並聯支路計算分析法包括串聯等值計算、兩元件並聯等值計算和兩元件共模等值計算。
8.如權利要求7所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述串聯等值計算的公式如下
9.如權利要求7所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述兩元件並聯等值計算的公式如下λ ρ = λ1λ2 (Γ!+^) (4)r=^^；(5)Γ1+Γ2當 λΛ<< 1 時；UP= λρΓρ^ λ : λ ^r2 ； (6)其中A1-元件1的故障率；λ 2_元件2的故障率；T1-元件1的故障平均修復時間；r2-元件2的故障平均修復時間；λ ρ-兩個元件並聯時組成系統的故障率；Up-兩個元件並聯時組成系統的不可用率；rp_兩個元件並聯時組成系統的故障平均修復時間。
10.如權利要求7所述的可靠性評估方法，其特徵在於，所述兩元件共模計算的公式如下
全文摘要
本發明具體涉及一種輸電網靜態可靠性評估方法。該方法包括下述步驟(1)建立輸電網可靠性評估拓撲分析模型，並確定評估參數；(2)建立拓撲分析模型的連集矩陣；(3)比較所需計算變電站與相鄰的變電站之間的連集數i和相鄰變電站之間的連集數j的大小，計算變電站之間的迴路可靠性數據；(4)確定可靠性指標；(5)根據步驟(4)確定的指標，分析輸電網系統的可靠性能。本發明提供的方法依靠輸電網系統的拓撲模型，可快速的評估輸電網系統的可靠性水平，計算簡單，在反覆修改、校正規劃和運行方案時，為運行和規劃人員提供了一個便捷計算可靠性指標的方法，該方法計算簡捷、直觀，具有較好的實際指導意義和應用價值。
文檔編號H02J3/00GK102570451SQ201110459330
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者宋雲亭, 龐愛莉, 張鑫, 彭卉, 李亞軍, 楊海濤, 江峰青, 祝達康, 趙晉, 鄒舒 申請人:上海市電力公司, 中國電力科學研究院, 重慶市電力公司