基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法，包括以下步驟：構建初始電網(wǎng)拓撲結構，并消除小支路，以獲取簡化后的電網(wǎng)拓撲結構；根據(jù)電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)；通過蒙特卡洛模擬法對全網(wǎng)進行可靠性狀態(tài)抽樣；在可靠性狀態(tài)抽樣完畢之后，對抽樣得到的系統(tǒng)狀態(tài)進行后果評估，以評估電力系統(tǒng)可靠性后果；統(tǒng)計電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標。本發(fā)明實施例的評估算法針對不同電網(wǎng)結構分別進行可靠性評估，可有效提高可靠性評估速度，為電網(wǎng)規(guī)劃、運行人員提供必要的輔助決策建議，同時可應用于電力系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性評估當中。
【專利說明】基于環(huán)-福網(wǎng)解輔的可靠性快速評估算法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及電力系統(tǒng)【技術領域】，特別設及一種基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評 估算法。

【背景技術】
[0002] 電力系統(tǒng)可靠性是可靠性理論在電力系統(tǒng)中的應用，是電力系統(tǒng)按可接受的質量 標準和所需數(shù)量不間斷地向電力用戶供應電力和電能量能力的度量。根據(jù)電力系統(tǒng)可靠 性評估的內容將電力系統(tǒng)可靠性理論研究分成了 =個層次；第一層為發(fā)電系統(tǒng)可靠性評 估，第二層為發(fā)輸電合成系統(tǒng)可靠性評估，第=層為包括發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)在 內的電力系統(tǒng)可靠性評估。第二層在第一層的基礎上增加了輸電系統(tǒng)可靠性評估；第=層 在第二層的基礎上又增加了發(fā)電廠變電站電氣主接線、配電系統(tǒng)可靠性評估。在發(fā)輸電系 統(tǒng)可靠性評估方面，包括充裕度和安全性兩方面。充裕度是指發(fā)輸電系統(tǒng)在系統(tǒng)內發(fā)、輸、 變電設備額定容量和電壓波動容許限度內，考慮元件的計劃和非計劃停運W及運行約束條 件下連續(xù)地向用戶提供電力和電能量的能力，其中，充裕度又稱靜態(tài)可靠性，即在靜態(tài)條件 下，系統(tǒng)滿足用戶對電力和電能量需求的能力。安全性是指發(fā)輸電系統(tǒng)經(jīng)受住突然擾動并 不間斷地向用戶提供電力和電量的能力，其中，突然擾動是指突然短路或失去非計劃停運 的系統(tǒng)元件。
[0003] 相關技術中，發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估方法主要分為解析法與模擬法。解析法的主 要特點是可W采用較嚴格的數(shù)學模型和有效算法進行系統(tǒng)的可靠性計算，準確度較高。最 常用的解析法為故障重數(shù)截止法，即枚舉系統(tǒng)狀態(tài)至某一指定的重疊故障數(shù)，然而，枚舉法 的計算量卻隨著故障重數(shù)的增加和系統(tǒng)規(guī)模的增大而急劇增加，因此窮舉所有系統(tǒng)狀態(tài)通 常是不可能的。蒙特卡羅模擬法有=種基本的抽樣方法，即元件持續(xù)時間抽樣法、系統(tǒng)狀態(tài) 轉移抽樣法和元件狀態(tài)抽樣法。在一定的精度要求下，模擬法的抽樣次數(shù)與系統(tǒng)的規(guī)模和 復雜度無關，因此特別適用于大型電力系統(tǒng)的快速評估計算，然而，模擬法的計算時間隨著 指標誤差精度要求的提高而急劇增加，對于可靠性較高的系統(tǒng)尤其顯著。


【發(fā)明內容】

[0004] 本申請是基于發(fā)明人對W下問題的認識和發(fā)現(xiàn)作出的：
[0005] 伴隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，系統(tǒng)元件數(shù)量增多，電力系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)呈指數(shù)增長，導 致電力系統(tǒng)可靠性評估難度增加，尤其對復雜電網(wǎng)的可靠性評估，如何在保證計算精度的 前提下，進一步提高可靠性評估速度，一直W來是工程應用與理論研究的關注重點。
[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種提高可靠性評估速度的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可 靠性快速評估算法。
[000引為達到上述目的，本發(fā)明實施例提出了一種基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評估 算法，包括W下步驟：構建初始電網(wǎng)拓撲結構，W根據(jù)所述初始電網(wǎng)拓撲結構分析電網(wǎng)的主 體結構，并消除小支路，w獲取簡化后的電網(wǎng)拓撲結構，其中，所述小支路為阻抗值較小的 線路；根據(jù)所述電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)；通過蒙特卡洛模擬法對全網(wǎng)進 行可靠性狀態(tài)抽樣，其中，采用時序模擬法對電力系統(tǒng)進行狀態(tài)抽樣，W模擬所述電力系統(tǒng) 處于各狀態(tài)的持續(xù)時間及狀態(tài)間的轉移頻率；在可靠性狀態(tài)抽樣完畢之后，對抽樣得到的 系統(tǒng)狀態(tài)進行后果評估，W評估電力系統(tǒng)可靠性后果，其中，后果評估包括福射網(wǎng)設備故障 可靠性后果評估與環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性后果評估；W及統(tǒng)計所述電力系統(tǒng)可靠性后果獲取 系統(tǒng)可靠性指標。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評估算法，通過對實際 電網(wǎng)拓撲的分析，簡化網(wǎng)絡，減小電力系統(tǒng)可靠性評估計算量，進而提高可靠性評估速度， 針對不同電網(wǎng)結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)，并在兩種電網(wǎng)結構上分別開展可靠性評 估，從而評估電力系統(tǒng)可靠性后果，并統(tǒng)計電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標，實現(xiàn) 針對不同電網(wǎng)結構分別進行可靠性評估，可有效提高可靠性評估速度，為電網(wǎng)規(guī)劃、運行人 員提供必要的輔助決策建議，同時可應用于電力系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性評估當中。
[0010] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評估算法還可W 具有如下附加的技術特征：
[0011] 在本發(fā)明的一個實施例中，對于所述福射網(wǎng)而言，從福射網(wǎng)源點向負荷點捜索，當 其中有線路故障時，該線路所連接的所有負荷均受到影響，因此，在對所述福射網(wǎng)進行評估 時，只需要找到該樣的事故集合，從故障線路開始捜索所有負荷點，并計算所帶負荷大??； 對于所述環(huán)網(wǎng)而言，則需要針對不同的狀態(tài)，進行詳細的潮流分析方可得到對應狀態(tài)的失 負荷情況。
[0012] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述根據(jù)所述電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為 環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)，進一步包括：結合電網(wǎng)拓撲進行捜索獲取福射網(wǎng)集合，其中，在形成所述福 射網(wǎng)集合時，針對所述電網(wǎng)所有節(jié)點進行循環(huán)捜索，W找到福射網(wǎng)節(jié)點，并進行標記，同時 捜索所述電網(wǎng)中的無源孤島，無源福射網(wǎng)絡與所述無源孤島均記為福射網(wǎng)；如果福射網(wǎng)為 其他福射網(wǎng)的子集，則消除所述福射網(wǎng)。
[0013] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述福射網(wǎng)設備故障可靠性后果評估具體 包括；如果是故障后系統(tǒng)解列，則進行島分析即可得到失負荷，并且進行福射網(wǎng)并網(wǎng)點注入 功率修正，W及進行節(jié)點靈敏度計算因并網(wǎng)點注入功率修正而造成的越限并計算切負荷； 如果是故障后支路設備越限，則進行福射網(wǎng)潮流計算，W判斷是否越限，當有越限則進行靈 敏度切負荷計算，其中，靈敏度計算包括：
[0014] 利用電網(wǎng)直流潮流支路功率計算公式：
[00巧]Pu=(日 日 j)/x。'，
[0016] 其中，Xy是電網(wǎng)傳輸線路電抗，i和j是傳輸線路L的起始節(jié)點和終止節(jié)點序號；
[0017] 獲取傳輸線路有功功率對節(jié)點k的有功功率靈敏度S&為傳輸線路有功功率增量 A Py與所述節(jié)點k的有功功率增量A P k的比值： 。_ Ai^' _ - A A _ 幻* - 口片
[00化]S"二馬二二^；-，
[0019] 其中，L是傳輸線路序號，k是注入功率變化的節(jié)點序號，潮流靈敏度矩陣S是常數(shù) 矩陣。
[0020] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性后果評估具體包 括；如果是環(huán)網(wǎng)設備故障，則根據(jù)設備故障和福射網(wǎng)邊界點修正形成環(huán)網(wǎng)計算模型，通過功 率平衡計算切負荷大小；如果是支路故障，則判斷支路故障造成的孤島失負荷，W及由于支 路越限造成的系統(tǒng)失負荷大小。
[0021] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0023] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評估算法的流程圖；
[0024] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的小支路消除的流程圖；
[0025] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的福射網(wǎng)捜索的流程圖；
[0026] 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的消除子福射網(wǎng)的流程圖；
[0027] 圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的福射網(wǎng)可靠性后果評估的流程圖；
[002引圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的環(huán)網(wǎng)可靠性后果評估的流程圖擬及
[0029] 圖7為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評估算法的 流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0031] 此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或 者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個"的含義是兩個或兩個W 上，除非另有明確具體的限定。
[0032] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"安裝"、'哺連"、'嘴接"、'咽定"等 術語應做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接；可W是機 械連接，也可W是電連接；可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，可W是兩個元 件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可W根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā) 明中的具體含義。
[0033] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下" 可W包括第一和第二特征直接接觸，也可W包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它 們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一 特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征 在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表 示第一特征水平高度小于第二特征。
[0034] 下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評 估算法。參照圖1所示，該評估算法包括w下步驟：
[0035] S101，構建初始電網(wǎng)拓撲結構，W根據(jù)初始電網(wǎng)拓撲結構分析電網(wǎng)的主體結構，并 消除小支路，W獲取簡化后的電網(wǎng)拓撲結構，其中，小支路為阻抗值較小的線路。
[0036] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，首先基于電網(wǎng)拓撲結構，分析電網(wǎng)的主體結 構，將現(xiàn)有電網(wǎng)拓撲中的小阻抗支路進行消除，簡化網(wǎng)絡。其中，小支路被定義為阻抗值較 小的線路。其中，如果阻抗值小于預設值（根據(jù)實際情況進行設置），則可W認為為阻抗值 較小的線路。在實際電網(wǎng)中小支路大量存在，在網(wǎng)絡潮流計算中占很大比例，嚴重影響了計 算速度，但是小支路上的潮流并不需要在進行可靠性評估中關屯、，而且去除小支路后對可 靠性評估并沒有影響，所W小支路的清除可W大幅度的提高的計算速度。簡言之，小阻抗支 路消除即是在電網(wǎng)拓撲中，找到小于設定阻抗值的支路，而后將該些支路聯(lián)結的節(jié)點合并， 達到簡化電網(wǎng)網(wǎng)絡的目的。
[0037] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，參照圖2所示，圖2為小支路清除程序流程，包括 W下步驟：
[003引 S201，電網(wǎng)線路集合。
[0039] S202,所有線路完畢。
[0040] S203,判斷是否線路遍歷完畢。如果是，則進入步驟S209,完成；如果否，則進入步 驟 S204。
[004U S204,判斷線路阻抗是否<ZIL。如果是，則進入步驟S205 ;如果否，則返回步驟 S202。
[0042] S205,從線路的I側節(jié)點按線路阻抗值<ZIL為連通條件寬度優(yōu)先捜索。
[0043] S206,判斷節(jié)點集合是否滿足合并條件。如果是，則進入步驟S207 ;如果否，則返 回步驟S202。
[0044] S207,電網(wǎng)中所有設備節(jié)點為節(jié)點集合中的節(jié)點時，將該設備節(jié)點賦值為線路I 側節(jié)點。
[0045] S208，刪除兩側節(jié)點相同的線路。
[0046] S209,完成。
[0047] S102,根據(jù)電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)。
[0048] 其中，針對不同電網(wǎng)結構可靠性評估算法的不同，將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)。即 言，針對電網(wǎng)拓撲結構不同，所采用可靠性評估算法相應不同。
[0049] 在本發(fā)明的一個實施例中，對于福射網(wǎng)而言，從福射網(wǎng)源點向負荷點捜索，當其中 有線路故障時，該線路所連接的所有負荷均受到影響，因此，在對福射網(wǎng)進行評估時，只需 要找到該樣的事故集合，從故障線路開始捜索所有負荷點，并計算所帶負荷大小；對于環(huán)網(wǎng) 而言，則需要針對不同的狀態(tài)，進行詳細的潮流分析方可得到對應狀態(tài)的失負荷情況。本發(fā) 明實施例無需針對每一種事故狀態(tài)進行詳細的潮流分析，從而減小計算量。
[0化0] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福 射網(wǎng)，進一步包括：結合電網(wǎng)拓撲進行捜索獲取福射網(wǎng)集合，即網(wǎng)內無電源節(jié)點的福射網(wǎng)， 其中，在形成福射網(wǎng)集合時，針對電網(wǎng)所有節(jié)點進行循環(huán)捜索，W找到福射網(wǎng)節(jié)點，并進行 標記，同時捜索電網(wǎng)中的無源孤島，無源福射網(wǎng)絡與無源孤島均記為福射網(wǎng)；如果福射網(wǎng)為 其他福射網(wǎng)的子集，則消除福射網(wǎng)，例如在上一步驟捜索得到的福射網(wǎng)集中，可能存在重復 的福射網(wǎng)結構，即福射網(wǎng)集合中的福射網(wǎng)為其他福射網(wǎng)的子集，需要將該些子集消除，避免 重復計算。
[0化1] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，參照圖3所示，圖3為福射網(wǎng)捜索流程圖，包括W 下步驟：
[0化2] S301，電網(wǎng)數(shù)據(jù)。
[0化3] S302,電網(wǎng)所有節(jié)點循環(huán)。
[0化4] S303,判斷節(jié)點是否遍歷完畢。如果是，則進入步驟S310,完成；如果否，則進入步 驟 S304。
[0化5] S304,判斷節(jié)點是否為福射網(wǎng)節(jié)點。如果是，則返回步驟S302 ;如果否，則進入步 驟 S305。
[0化6] S305,節(jié)點置OPEN標記。
[0化7] S306,寬度優(yōu)先，捜索電網(wǎng)中的無源孤島。
[0058] S307,節(jié)點OPEN標記復位。
[0化9] S308,判斷電網(wǎng)中是否含無源孤島。如果是，則進入步驟S309 ;如果否，則返回步 驟 S302。
[0060] S309,記錄該無源孤島是W起始節(jié)點為主鍵的福射網(wǎng)及其節(jié)點集合。
[0061] S310,完成。
[0062] 進一步地，在本發(fā)明的一個具體實施例中，參照圖4所示，圖4為消除子福射網(wǎng)流 程圖，包括W下步驟：
[0063] S401，福射網(wǎng)集合。
[0064] S402,所有福射網(wǎng)集合循環(huán)。
[00化]S403,判斷福射網(wǎng)是否遍歷完畢。如果是，則進入步驟S406,完成；如果否，則進入 步驟S404。
[0066] S404,判斷福射網(wǎng)主節(jié)點是否屬于其他福射網(wǎng)節(jié)點。如果是，則進入步驟S405 ;如 果否，則返回步驟S402。
[0067] S405,將本福射網(wǎng)從福射網(wǎng)集合中刪除。
[0068] S406,完成。
[0069] 本發(fā)明實施例對環(huán)福網(wǎng)的分解及對子福射網(wǎng)的清除可W再保證計算準確度的前 提下有效的減少計算規(guī)模，提高可靠性評估速度。
[0070] S103,通過蒙特卡洛模擬法對全網(wǎng)進行可靠性狀態(tài)抽樣，其中，采用時序模擬法對 電力系統(tǒng)進行狀態(tài)抽樣，W模擬電力系統(tǒng)處于各狀態(tài)的持續(xù)時間及狀態(tài)間的轉移頻率。
[0071] S104,在可靠性狀態(tài)抽樣完畢之后，對抽樣得到的系統(tǒng)狀態(tài)進行后果評估，W評估 電力系統(tǒng)可靠性后果，其中，針對電網(wǎng)拓撲結構不同，后果評估包括福射網(wǎng)設備故障可靠性 后果評估與環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性后果評估。
[0072] 在本發(fā)明的一個實施例中，福射網(wǎng)設備故障可靠性后果評估具體包括：如果是故 障后系統(tǒng)解列，則進行島分析即可得到失負荷，并且進行福射網(wǎng)并網(wǎng)點注入功率修正，W及 進行節(jié)點靈敏度計算因并網(wǎng)點注入功率修正而造成的越限并計算切負荷；如果是故障后 支路設備越限，則進行福射網(wǎng)潮流計算，W判斷是否越限，當有越限則進行靈敏度切負荷計 算，其中，靈敏度計算包括：
[0073] 利用電網(wǎng)直流潮流支路功率計算公式：
[0074] P.j= (0 -0
[0075] 其中，Xy是電網(wǎng)傳輸線路電抗，i和j是傳輸線路L的起始節(jié)點和終止節(jié)點序號；
[0076] 獲取傳輸線路有功功率對節(jié)點k的有功功率靈敏度奇k為傳輸線路有功功率增量 A P。與節(jié)點k的有功功率增量A Pk的比值； 1酬Sa二而二飛町二
[007引其中，L是傳輸線路序號，k是注入功率變化的節(jié)點序號，潮流靈敏度矩陣S是常數(shù) 矩陣。
[0079] 具體地，因福射網(wǎng)的判據(jù)是通過節(jié)點電島分析所得到的無源網(wǎng)絡，福射網(wǎng)中沒有 發(fā)電機，所W福射網(wǎng)無需進行發(fā)電機故障后果計算，僅需要考慮支路故障情況。針對福射網(wǎng) 中支路故障，分故障后系統(tǒng)解列及故障后支路設備越限兩種情況進行后果評估：
[0080] 解列；步驟1 ;進行島分析即可得到失負荷；步驟2 ;進行福射網(wǎng)并網(wǎng)點注入功率 修正；步驟3 ;節(jié)點靈敏度計算因并網(wǎng)點注入功率修正而造成的越限并計算切負荷。
[0081] 福射網(wǎng)中支路設備越限；步驟1 ;進行福射網(wǎng)潮流計算，判斷是否越限；步驟2 ;當 有越限則進行靈敏度切負荷計算。
[0082] 靈敏度通過下式計算得到：
[0083] 利用電網(wǎng)直流潮流支路功率計算公式：
[0084] Pjj= (0 j-0j)/xij,
[0085] 其中，xy是電網(wǎng)傳輸線路電抗，i和j是傳輸線路L的起始節(jié)點和終止節(jié)點序號。
[0086] 得到傳輸線路有功功率對節(jié)點k的有功功率靈敏度奇k為傳輸線路有功功率增量 A P。與節(jié)點k的有功功率增量A Pk的比值； 。碧,。化-。井
[0087] 而= ^1；^ = ^；^，
[008引式中，L是傳輸線路序號，k是注入功率變化的節(jié)點序號，潮流靈敏度矩陣S是常數(shù) 矩陣。
[0089] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，參照圖5所示，圖5為福射網(wǎng)設備故障可靠性后果 評估流程，包括W下步驟：
[0090] S501，福射網(wǎng)設備故障。
[0091] S502,根據(jù)福射網(wǎng)網(wǎng)絡編號形成故障設備修正后福射網(wǎng)計算模型（包含電網(wǎng)模型 和可靠性參數(shù)）。
[0092] S503,福射網(wǎng)電島分析。
[0093] S504,統(tǒng)計死島負荷。
[0094] S505,多島潮流計算。
[009引 S506,判斷是否存在支路越限。如果是，則進入步驟S507 ;如果否，則進入步驟 S510。
[0096] S507,形成分布因子（形成一次）。
[0097] S508,切負荷支路復限調整。
[009引 S509,統(tǒng)計切負荷。
[0099] S510,修正環(huán)網(wǎng)中該福射網(wǎng)的邊界母線負荷。
[0100] S511，完成。
[0101] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性后果評估具體包括：如 果是環(huán)網(wǎng)設備故障，則根據(jù)設備故障和福射網(wǎng)邊界點修正形成環(huán)網(wǎng)計算模型，通過功率平 衡計算切負荷大?。蝗绻侵饭收?，則判斷支路故障造成的孤島失負荷，W及由于支路越 限造成的系統(tǒng)失負荷大小。
[0102] 針對環(huán)網(wǎng)設備故障，首先根據(jù)設備故障和福射網(wǎng)邊界點修正形成環(huán)網(wǎng)計算模型， 通過功率平衡計算切負荷大小。對于支路故障，判斷支路故障造成的孤島失負荷，W及由于 支路越限造成的系統(tǒng)失負荷大小。
[0103] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，參照圖6所示，圖6為環(huán)網(wǎng)設備可靠性后果評估流 程，包括W下步驟：
[0104] S601，環(huán)網(wǎng)設備故障。
[01化]S602,根據(jù)環(huán)網(wǎng)設備故障和福射網(wǎng)邊界點修正形成修正后環(huán)網(wǎng)計算模型（包含電 網(wǎng)模型和可靠性參數(shù)）。
[0106] S603,功率平衡計算：當失去發(fā)電機后通過提升發(fā)電出力和切負荷滿足網(wǎng)內發(fā)電 負荷功率平衡。
[0107] S604,判斷是否包含支路故障。如果是，則進入步驟S605 ;如果否，則進入步驟 S608。
[010引 S605,電島分析。
[0109] S606,統(tǒng)計死島負荷。
[0110] S607,形成分布因子。
[0111] S608,多島潮流計算。
[0112] S609,判斷是否存在支路越限。如果是，則進入步驟S610 ;如果都，則進入步驟 S612,完成。
[0113] S610,支路復限計算。
[0114] S611，統(tǒng)計切負荷。
[0115] S612,完成。
[0116] S105,統(tǒng)計電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標。
[0117] 進一步地，統(tǒng)計步驟S104計算得到的系統(tǒng)可靠性指標。
[0118] 在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例首先基于電網(wǎng)拓撲結構，分析電網(wǎng)的主 體結構，將現(xiàn)有電網(wǎng)拓撲中的小阻抗支路進行消除，簡化網(wǎng)絡；其次，在簡化網(wǎng)絡中，針對不 同電網(wǎng)結構可靠性評估算法的不同，將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)，并在兩種電網(wǎng)結構上分 別開展可靠性評估；最后，采用福射網(wǎng)計算的可靠性指標，對福射網(wǎng)并網(wǎng)點（主網(wǎng)）進行注 入功率修正，從而統(tǒng)一福射網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)可靠性評估結果，得到系統(tǒng)可靠性指標。具體地，參照圖 7所示，圖7為基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的電力系統(tǒng)評估方法流程，包括W下步驟：
[0119] S701，電網(wǎng)模型（含可靠性參數(shù)的BPA網(wǎng)絡模型）。
[0120] S702,小支路修正并刪除。
[0121] S703,計算電網(wǎng)模型。
[0122] S704,環(huán)福網(wǎng)分解。
[0123] S705,環(huán)網(wǎng)模型和福射電網(wǎng)模型。
[0124] S706，面向整個電網(wǎng)進行狀態(tài)抽樣。
[01巧]S707,全網(wǎng)設備故障狀態(tài)集。
[01%] S708,判斷故障設備是否為福射網(wǎng)設備。如果是，則進入步驟S709 ;如果否，則進 入步驟S710。
[0127] S709,福射網(wǎng)故障后果計算，計算結果；環(huán)網(wǎng)節(jié)點功率修正，福射網(wǎng)切負荷。
[0128] S710,環(huán)網(wǎng)設備（節(jié)點）故障集，包含環(huán)網(wǎng)節(jié)點因福射網(wǎng)設備故障而形成的節(jié)點功 率修正。
[0129] S711，環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性后果計算。
[0130] S712,完成，并形成指標。
[0131] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的基于環(huán)-福網(wǎng)解禪的可靠性快速評估算法，通過對實際 電網(wǎng)拓撲的分析，簡化網(wǎng)絡，減小電力系統(tǒng)可靠性評估計算量，進而提高可靠性評估速度， 針對不同電網(wǎng)結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和福射網(wǎng)，并在兩種電網(wǎng)結構上分別開展可靠性評 估，從而評估電力系統(tǒng)可靠性后果，并統(tǒng)計電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標，實現(xiàn) 針對不同電網(wǎng)結構分別進行可靠性評估，可有效提高可靠性評估速度，為電網(wǎng)規(guī)劃、運行人 員提供必要的輔助決策建議，同時可應用于電力系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性評估當中。
[0132] 流程圖中或在此W其他方式描述的任何過程或方法描述可W被理解為，表示包括 一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可W不按所示出或討論的順 序，包括根據(jù)所設及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，該應被本發(fā)明 的實施例所屬【技術領域】的技術人員所理解。
[0133] 在流程圖中表示或在此W其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可W被認為是 用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可W具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質中，W 供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備（如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可W從指 令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng)）使用，或結合該些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置 或設備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質"可W是任何可W包含、存儲、通信、傳 播或傳輸程序W供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備或結合該些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備而使 用的裝置。計算機可讀介質的更具體的示例（非窮盡性列表）包括W下：具有一個或多個 布線的電連接部（電子裝置），便攜式計算機盤盒（磁裝置），隨機存取存儲器（RAM)，只讀 存儲器（ROM),可擦除可編輯只讀存儲器巧PROM或閃速存儲器），光纖裝置，W及便攜式光 盤只讀存儲器（CDR0M)。另外，計算機可讀介質甚至可W是可在其上打印所述程序的紙或其 他合適的介質，因為可W例如通過對紙或其他介質進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必 要時W其他合適方式進行處理來W電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器 中。
[0134] 應當理解，本發(fā)明的各部分可W用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述 實施方式中，多個步驟或方法可W用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件 或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下 列技術中的任一項或他們的組合來實現(xiàn)；具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯口電路 的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯口電路的專用集成電路，可編程口陣列（PGA)，現(xiàn)場 可編程口陣列（FPGA)等。
[01巧]本【技術領域】的普通技術人員可W理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步 驟是可W通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可W存儲于一種計算機可讀存儲介 質中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0136] 此外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可W集成在一個處理模塊中，也可W 是各個單元單獨物理存在，也可W兩個或兩個W上單元集成在一個模塊中。上述集成的模 塊既可W采用硬件的形式實現(xiàn)，也可W采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如 果W軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產品銷售或使用時，也可W存儲在一個計算機 可讀取存儲介質中。
[0137] 上述提到的存儲介質可W是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0138] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可W在任何 的一個或多個實施例或示例中W合適的方式結合。
[0139] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可W理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內可W對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1. 一種基于環(huán)-輻網(wǎng)解耦的可靠性快速評估算法，其特征在于，包括以下步驟： 構建初始電網(wǎng)拓撲結構，以根據(jù)所述初始電網(wǎng)拓撲結構分析電網(wǎng)的主體結構，并消除 小支路，以獲取簡化后的電網(wǎng)拓撲結構，其中，所述小支路為阻抗值較小的線路； 根據(jù)所述電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)； 通過蒙特卡洛模擬法對全網(wǎng)進行可靠性狀態(tài)抽樣，其中，采用時序模擬法對電力系統(tǒng) 進行狀態(tài)抽樣，以模擬所述電力系統(tǒng)處于各狀態(tài)的持續(xù)時間及狀態(tài)間的轉移頻率； 在可靠性狀態(tài)抽樣完畢之后，對抽樣得到的系統(tǒng)狀態(tài)進行后果評估，以評估電力系統(tǒng) 可靠性后果，其中，后果評估包括輻射網(wǎng)設備故障可靠性后果評估與環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性 后果評估；以及 統(tǒng)計所述電力系統(tǒng)可靠性后果獲取系統(tǒng)可靠性指標。
2. 如權利要求1所述的算法，其特征在于，對于所述輻射網(wǎng)而言，從輻射網(wǎng)源點向負荷 點搜索，當其中有線路故障時，該線路所連接的所有負荷均受到影響，因此，在對所述輻射 網(wǎng)進行評估時，只需要找到這樣的事故集合，從故障線路開始搜索所有負荷點，并計算所帶 負荷大??；對于所述環(huán)網(wǎng)而言，則需要針對不同的狀態(tài)，進行詳細的潮流分析方可得到對應 狀態(tài)的失負荷情況。
3. 如權利要求2所述的算法，其特征在于，所述根據(jù)所述電網(wǎng)拓撲結構將電網(wǎng)分解為 環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)，進一步包括： 結合電網(wǎng)拓撲進行搜索獲取輻射網(wǎng)集合，其中，在形成所述輻射網(wǎng)集合時，針對所述電 網(wǎng)所有節(jié)點進行循環(huán)搜索，以找到輻射網(wǎng)節(jié)點，并進行標記，同時搜索所述電網(wǎng)中的無源孤 島，無源輻射網(wǎng)絡與所述無源孤島均記為輻射網(wǎng)； 如果輻射網(wǎng)為其他輻射網(wǎng)的子集，則消除所述輻射網(wǎng)。
4. 如權利要求1所述的算法，其特征在于，所述輻射網(wǎng)設備故障可靠性后果評估具體 包括： 如果是故障后系統(tǒng)解列，則進行島分析即可得到失負荷，并且進行輻射網(wǎng)并網(wǎng)點注入 功率修正，以及進行節(jié)點靈敏度計算因并網(wǎng)點注入功率修正而造成的越限并計算切負荷； 如果是故障后支路設備越限，則進行輻射網(wǎng)潮流計算，以判斷是否越限，當有越限則進 行靈敏度切負荷計算，其中，靈敏度計算包括： 利用電網(wǎng)直流潮流支路功率計算公式： Pij=( 9廠9j)/xij， 其中，是電網(wǎng)傳輸線路電抗，i和j是傳輸線路L的起始節(jié)點和終止節(jié)點序號； 獲取傳輸線路有功功率對節(jié)點k的有功功率靈敏度Sut為傳輸線路有功功率增量APu與所述節(jié)點k的有功功率增量APk的比值：
其中，L是傳輸線路序號，k是注入功率變化的節(jié)點序號，潮流靈敏度矩陣S是常數(shù)矩 陣。
5. 如權利要求4所述的算法，其特征在于，所述環(huán)網(wǎng)設備故障可靠性后果評估具體包 括： 如果是環(huán)網(wǎng)設備故障，則根據(jù)設備故障和輻射網(wǎng)邊界點修正形成環(huán)網(wǎng)計算模型，通過 功率平衡計算切負荷大??； 如果是支路故障，則判斷支路故障造成的孤島失負荷，以及由于支路越限造成的系統(tǒng) 失負荷大小。
【文檔編號】G06F19/00GK104504246SQ201410742504
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權日:2014年12月5日
【發(fā)明者】程林, 劉滿君, 王旭, 吳強, 高松, 黃河, 高濱, 田 浩 申請人:清華大學, 江蘇省電力公司