本發明涉及一種可靠性水平判定方法，具體涉及一種基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法。
背景技術：
：隨著電網元件的數量、種類不斷增多，電力系統自動化程度不斷提高，以及用戶對電能質量要求的提高，使得電力系統的規劃、運行、維修等工作面臨極大的挑戰。近年來，國內外頻發的大面積停電事故，帶來了巨大的經濟損失和沉重的社會影響，因此保持電力系統的安全可靠運行，不僅僅可以為社會生產帶來效益保障，更可以保證全社會健康穩定的發展。傳統的可靠性評估往往僅考慮單一的或少量的幾種不確定因素，僅計算常規的電力或電量損失指標，且未能給出判定電網可靠性水平的評判標準。一種基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法，考慮了元件可能停運的概率、運行環境中的不確定性和多重約束導致的風險增加等因素，能計算元件、負荷點和系統的可靠性指標，記錄具體的切負荷節點和切負荷量，并給出了判定電網可靠性水平的一種評判標準，能對電網的靜態可靠性進行較為全面和客觀的評價，對電網的可靠性水平進行判定。因此，基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法具有較好的實際指導意義和應用價值。在靜態可靠性概率指標計算中，需要采用概率可靠性評估模型。技術實現要素：為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法。本發明基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法能對電網的靜態可靠性進行較為全面和客觀的評價，對電網的可靠性水平進行判定。為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：一種基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法，所述方法包括如下步驟：(1)輸入元件的可靠性參數；(2)搭建電力系統，形成初始狀態的潮流計算模型，進行潮流計算；(3)選擇一個故障事件，計算其發生的概率；(4)判斷所述電力系統是否解列，若是則根據解列信息形成子網絡集，否則在判定電力系統電力供給充足后轉入步驟(6)；(5)選擇一個子網絡，判斷該子網絡是否采取了有功校正措施；(6)在初始狀態的潮流計算模型中刪除故障元件，形成故障后的潮流計算數據文件，再次進行潮流計算；(7)根據步驟(6)計算結果進行節點電壓越限和線路過載檢測判斷；(8)輸出節點電壓越限信息、線路過載信息和節點負荷削減量信息；(9)對所有的子網絡和所有的狀態進行上述步驟分析，并計算系統、負荷點和元件的可靠性指標；(10)結合電網規模和可靠性歷史數據，確定評價電網靜態可靠性水平的基準值，判定電網可靠性水平。優選的，所述步驟(1)中，所述可靠性參數包括元件故障率、故障平均修復時間、計劃檢修率和計劃檢修時間。優選的，所述步驟(2)中，所述電力系統數據包括發電機、負荷、平衡節點、變壓器和線路。優選的，所述步驟(4)中，所述解列信息為所述電力系統的一部分和所述電力系統其它部分的聯系切斷，分成相互獨立、互不聯系的部分。優選的，所述步驟(5)中，若采取了有功校正措施，則轉入步驟(8)輸出節點負荷削減量信息；若未采取有功校正措施，則繼續判斷該子網絡是否包含了負荷、發電機節點和平衡節點信息；如果子網絡包含了負荷、發電機節點和平衡節點，則轉入步驟(6)；否則，將采取校正措施直至子網絡包含完整的負荷、發電機節點和平衡節點信息。優選的，所述步驟(7)中，所述進行節點電壓越限和線路過載檢測判斷包括，若存在節點電壓越限或線路過載問題，則采取校正措施，并跳轉至步驟(8)。優選的，所述步驟(9)中，所述計算系統和負荷點可靠性指標的方法，包括如下步驟：步驟9-1、計算系統和負荷節點的可靠性水平指標，公式如下：PSLOLP=ΣP(Xi)=Σi∈SLCΠk=1MP(Xi,k)]]>式中，PSLOLP為停電概率，當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電概率；P(Xi)為系統狀態的概率分布函數；P(Xi,k)為元件的概率分布函數；FSLOLF=Σi∈SLC(P(Xi)(Σk∈Mdownμk-Σk∈Mupλk))]]>式中，FSLOLF為停電頻率，單位：次/年；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電頻率；SLC為存在切負荷的系統狀態集合；Mdown為系統中停運元件集合；Mup為系統中運行元件集合；μk為修復率；λk為故障率；PSEPNS=Σi∈SLC(P(Xi)·PS,i)]]>式中，PSEPNS為停電功率期望值，單位：MW；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電功率期望值；PS,i為第i個系統狀態的停電電量，單位為：MWh；ESEENS＝PSEPNS·T式中，ESEENS為停電電量期望值，單位：MWh/年；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電電量期望值；T為研究時段小時數，一年取8760小時；HSLOLE＝PSLOLP·T式中，HSLOLE為年停電小時數，單位為：h/年；DSLOLD＝HSLOLE/FSLOLF式中，DSLOLD均次停電時間，單位：h/次；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電時間期望值；PSAPC＝PSEPNS/FSLOLF式中，PSAPC為均次停電功率，單位：MW/次；ESAEC＝ESEENS/FSLOLF式中，ESAEC為均次停電電量，單位：MWh/次；PSMPC＝max(PS,i)，i＝1,2,...,NLC式中，PSMPC為最大停電功率，單位：MW；NLC為存在切負荷的系統狀態的總個數；ESMEC＝max(ES,i)，i＝1,2,...,NLC式中，ESMEC為最大停電電量，單位：MWh；ES,i為第i個系統狀態的停電電量，單位：MWh；ISISI＝ESEENS/Lmax×60式中，ISISI為停電嚴重性指標，單位：分鐘；Lmax為系統年峰荷；步驟9-2、計算負荷節點的可靠性水平的指標，公式如下：PVIO,l=Σi∈SVIO,lP(Xi)=Σi∈SVIO,lΠk=1MP(Xi,k)]]>式中，PVIO,l為負荷點l存在電壓越界的概率，SVIO,l為負荷點l存在電壓越界的系統狀態集合；步驟9-3、計算系統可靠性指標在負荷節點間分配情況的平均值指標，公式如下：FSYAIF=(Σi=1NLFSLOLFi)/NL]]>式中，FSYAIF為負荷點平均停電頻率，單位：次/(年.負荷點)；NL為系統中負荷點個數；HSYAIH=(Σi=1NLHSLOLEi)/NL]]>式中，HSYAIH為負荷點年平均停電時數，單位：h/(年.負荷點)；DSYAID=(Σi=1NLHSLOLEi)/(Σi=1NLFSLOLFi)]]>式中，DSYAID為負荷點平均停電持續時間，單位：h/(次.負荷點)；PSYAPC＝PSEPNS/NL式中，PSYAPC為負荷點平均停電功率，單位：MW/(年.負荷點)；ESYAEC＝ESEENS/NL式中，ESYAEC為負荷點平均停電電量，單位：MWh/(年.負荷點)；優選的，所述步驟(9)中，計算元件可靠性指標，公式如下：POL,k=Σi∈SOL,kP(Xi)=Σi∈SOL,kΠj=1MP(Xi,j)]]>式中，POL,k為線路k的過負荷概率；SOL,k為線路k存在過載的系統狀態集合；ΔPmax,k＝max(ΔPk,j)，(j＝1,2,...,NOL,k)式中，ΔPk,j為線路k過負荷量，NOL,k為線路k存在過載的系統狀態的總個數，ΔPmax,k為線路k的有功最大過負荷量。優選的，所述步驟(10)中，所述判定電網可靠性水平包括：將可靠性最低的元件不可用率作為閾值，將步驟(9)中所計算的可靠性指標與所述閾值做比較，若低于閾值，則認為可靠性滿足要求，否則不滿足要求。與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明考慮了元件可能停運的概率、運行環境中的不確定性和多重約束導致的風險增加等因素，能計算元件、負荷點和系統的可靠性指標，能對電網的靜態可靠性進行較為全面和客觀的評價，記錄具體的切負荷節點和切負荷量、描述系統在不同區域的失負荷情況，解決了電網靜態可靠性評估缺乏統一標準的問題。附圖說明圖1是本發明提供的一種基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法圖2是元件二狀態模型圖3是某地區電網系統局部接線圖具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。如圖1所示，一種基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法，該方法包括如下步驟：(1)根據計算需求搭建數據；輸入元件可靠性參數，包括：元件的故障率(次/年)、故障平均修復時間(小時/次)、計劃檢修率(次/年)、計劃檢修時間(小時/次)等。(2)搭建發電機、負荷、平衡節點、變壓器和線路數據，形成初始狀態的潮流計算模型，進行潮流計算。(3)選擇一個故障事件，計算其發生的概率。(4)判斷所述電力系統是否解列，若是則根據解列信息形成子網絡集，否則在判定電力系統電力供給充足后轉入步驟(6)。(5)選擇一個子網絡，判斷該子網絡是否采取了有功校正措施。若采取了有功校正措施，則轉入(8)輸出節點負荷削減量信息；若未有功校正措施，則繼續判斷該子網絡是否包含了負荷、發電機節點和平衡節點信息。如果子網絡包含了負荷、發電機節點和平衡節點，則轉入(6)；否則，將采取校正措施直至子網絡包含完整的負荷、發電機節點 和平衡節點信息。(6)形成BPA潮流數據文件，進行故障狀態下的潮流計算。(7)根據(6)的計算結果進行節點電壓越限和線路過載檢查。若存在節點電壓越限和(或)線路過載問題，則采取校正措施，并轉入(8)輸出節點電壓越限、線路過載信息以及相應的負荷削減量信息。(8)輸出節點電壓越限信息、線路過載信息、節點負荷削減量信息。(9)對所有的子網絡和所有的狀態進行上述分析，并計算系統、負荷點以及元件的可靠性指標。(10)結合電網規模、可靠性歷史數據，確定評價電網靜態可靠性水平的基準值，判定電網是否滿足安全性要求。所述步驟(9)中，所述計算系統和負荷點可靠性指標的方法，包括如下步驟：步驟4-1、計算系統和負荷節點的可靠性水平指標，公式如下：PSLOLP=ΣP(Xi)=Σi∈SLCΠk=1MP(Xi,k)]]>式中，PSLOLP為停電概率，當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電概率；P(Xi)為系統狀態的概率分布函數；P(Xi,k)為元件的概率分布函數；FSLOLF=Σi∈SLC(P(Xi)(Σk∈Mdownμk-Σk∈Mupλk))]]>式中，FSLOLF為停電頻率，單位：次/年；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電頻率；SLC為存在切負荷的系統狀態集合；Mdown為系統中停運元件集合；Mup為系統中運行元件集合；μk為修復率；λk為故障率；PSEPNS=Σi∈SLC(P(Xi)·PS,i)]]>式中，PSEPNS為停電功率期望值，單位：MW；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電功率期望值；PS,i為第i個系統狀態的停電電量，單位為：MWh；ESEENS＝PSEPNS·T式中，ESEENS為停電電量期望值，單位：MWh/年；當不考慮動態切負荷時，認為該指 標即為系統停電電量期望值；T為研究時段小時數，一年取8760小時；HSLOLE＝PSLOLP·T式中，HSLOLE為年停電小時數，單位為：h/年；DSLOLD＝HSLOLE/FSLOLF式中，DSLOLD均次停電時間，單位：h/次；當不考慮動態切負荷時，認為該指標即為系統停電時間期望值；PSAPC＝PSEPNS/FSLOLF式中，PSAPC為均次停電功率，單位：MW/次；ESAEC＝ESEENS/FSLOLF式中，ESAEC為均次停電電量，單位：MWh/次；PSMPC＝max(PS,i)，i＝1,2,...,NLC式中，PSMPC為最大停電功率，單位：MW；NLC為存在切負荷的系統狀態的總個數；ESMEC＝max(ES,i)，i＝1,2,...,NLC式中，ESMEC為最大停電電量，單位：MWh；ES,i為第i個系統狀態的停電電量，單位：MWh；ISISI＝ESEENS/Lmax×60式中，ISISI為停電嚴重性指標，單位：分鐘；Lmax為系統年峰荷；步驟4-2、計算負荷節點的可靠性水平的指標，公式如下：PVIO,l=Σi∈SVIO,lP(Xi)=Σi∈SVIO,lΠk=1MP(Xi,k)]]>式中，PVIO,l為負荷點l存在電壓越界的概率，SVIO,l為負荷點l存在電壓越界的系統狀態集合；步驟4-3、計算系統可靠性指標在負荷節點間分配情況的平均值指標，公式如下：FSYAIF=(Σi=1NLFSLOLFi)/NL]]>式中，FSYAIF為負荷點平均停電頻率，單位：次/(年.負荷點)；NL為系統中負荷點個數；HSYAIH=(Σi=1NLHSLOLEi)/NL]]>式中，HSYAIH為負荷點年平均停電時數，單位：h/(年.負荷點)；DSYAID=(Σi=1NLHSLOLEi)/(Σi=1NLFSLOLFi)]]>式中，DSYAID為負荷點平均停電持續時間，單位：h/(次.負荷點)；PSYAPC＝PSEPNS/NL式中，PSYAPC為負荷點平均停電功率，單位：MW/(年.負荷點)；ESYAEC＝ESEENS/NL式中，ESYAEC為負荷點平均停電電量，單位：MWh/(年.負荷點)；優選的，所述步驟(9)中，計算元件可靠性指標，公式如下：POL,k=Σi∈SOL,kP(Xi)=Σi∈SOL,kΠj=1MP(Xi,j)]]>式中，POL,k為線路k的過負荷概率；SOL,k為線路k存在過載的系統狀態集合；ΔPmax,k＝max(ΔPk,j)，(j＝1,2,...,NOL,k)式中，ΔPk,j為線路k過負荷量，NOL,k為線路k存在過載的系統狀態的總個數，ΔPmax,k為線路k的有功最大過負荷量。如圖3所示，某地區電網包含24臺發電機，140條輸電線路，104臺變壓器(其中三繞組變有37臺)，53個負荷節點，包含有220kV、110kV這兩層電壓等級。根據基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法計算得到各可靠性如下表所示。表1系統可靠性指標PSLOLPPSEPNS(MW)ESEENS(MWh/y)0.002391690.03809812333.7395HSLOLE(h/y)POL,kPSMPC(MW)20.951280.00136305270表2元件可靠性指標(按線路過負荷概率由大到小)線路名稱POL,kΔPmax,k(MW)BUS33–BUS274.662072e-0045.450000e+001BUS8–BUS301.351481e-0049.710000e+001BUS36–BUS192.106149e-0074.520000e+001BUS33–BUS362.009073e-0076.660000e+001BUS30–BUS321.100947e-0071.140000e+001表3負荷點可靠性指標負荷點年平均停電時數負荷點平均停電功率負荷點平均停電電量1.812997e-0011.788644e-0041.566852表4負荷節點可靠性指標(按負荷點停電概率由大到小)節點名稱PSLOLPPSEPNS(MW)BUS275.765937e-0041.042017e-003BUS95.393999e-0041.519624e-002BUS151.351174e-0042.187986e-003BUS381.351080e-0041.418368e-004BUS11.351080e-0041.620992e-004以單一元件故障(N-1)是否造成系統失穩作為衡量系統穩定性的標準，閾值為1e-003，上述元件的可靠性參數均小于閾值，由此可見系統符合安全標準。基于靜態可靠性概率指標的電網可靠性水平判定方法計算比較方便，概念清晰，在實際電網中得到了應用和驗證。最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。當前第1頁1 2 3