[发明专利]一种基于模式的大规模中压配电网供电可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电网规划建设领域，涉及一种基于模式的大规模中压配电网供电可靠性评估方法。

背景技术

配电网供电可靠性的定量评估是在配电网现有运行状态的基础上，为了规划、设计和建设新的系统，或者扩建、改造和发展现有配电网供电能力而进行的可靠性估计。通过可靠性评估来比较不同的配电网规划与改造方案的可靠性，最终确定经济、合理的方案。配电网供电可靠性的定量评估可以改善和促进电力工业的生产技术和管理，为配电网规划和改造提供科学的依据。

配电网中由于设备元件众多，网络结构复杂，运行方式多种多样，给供电可靠性评估工作带来了很大困难，难以满足工程实际应用要求。目前计算电力系统供电可靠性指标的方法主要有模拟法和解析法这两大类。其中，模拟法灵活且不受系统规模的限制，但耗时多且精度不高，这种方法主要用于发、输电组合系统及变电站的可靠性评估中。解析法可进一步分为状态空间法和网络法。以马尔可夫模型来描述的状态空间法能较好的处理各种复杂的情况，但当系统规模很大、结构很复杂时，该方法将变得十分繁杂；网络法是配电网可靠性分析中最为流行的方法，诸如故障模式影响分析法(FMEA)、故障遍历法等。其中，故障模式影响分析法是最传统的配电网供电可靠性评估方法，这种方法原理简单、清晰，模型准确，但是，它的计算量随元件数目的增加成指数增长，面对大规模复杂配电网络，该方法也将面临难以克服的“计算灾”，因此需要进行改进。改进的配电网可靠性评估方法的解析法有最小路法、等值法、最小割集法等。

进行配电网供电可靠性评估，首先需要构建评估模型，其中网络模型是评估模型的基础。对于中小规模配电网(如包含几十条到一百多条配电线路)而言，进行详细建模评估与分析是可行的，但如果对大规模配电网(如包含上千条配电线路)进行完整详细建模，其工作量将非常巨大，一方面因为中压配电网具有线路多、设备多、接线模式复杂，运行方式变化多等特点，另一方面由于中压配电网结构变化多、更新快，一个确定的计算模型将很快不符合实际情况。因此，对大规模配电网进行详细和精确建模费时费力，使可靠性相关分析不能在日常工作中得到有效贯彻。大规模中压配电网络的计算和评估模型应该具有可快速建立、快速计算、适应性良好的特点，可以根据配电网的实际情况随时进行调整。现有针对大规模复杂配电系统可靠性评估的方法，往往是在最小路法和最小割集法法等方法的基础上进行改进，并不能解决建模工作量大的问题。目前在这一领域并没有能兼顾准确性和工程实用性的方法。

为此，本发明提出网络可靠性特征模式理论。在对大规模配电网进行可靠性分析的时候，可以根据线路的网络结构特征将线路划分为若干种模式，近似认为每一种模式中的线路具有相同的可靠性。这里需要关注的主要是影响线路可靠性的网络结构特征，如线路的长度、类型、负载率、负荷点数、分段和联络情况等。可靠性特征模式简化建模法的理论基础是配电线路结构及运行方面的相似性。实际上，配电网在建设和运行时往往都遵循一定的模式。

将所有线路按照模式分类后，可以对每一个模式中有代表性的线路建立详细的计算模型，得到精确的可靠性指标。利用每个模式中使用精确模型计算的线路的评估指标可以得到该模式的可靠性指标期望值，进而可对整个网络的可靠性做出评估。

发明内容

本发明提供了一种基于模式分析的用于大规模中压配电网供电可靠性评估的方法。对于大规模中压配电网(如具有上千条中压线路的配电网)，进行详细的供电可靠性评估与分析具有相当大的工作量和实施难度。本方法考虑到在同一地区配电网中，一般都会存在一定数量的在结构特性、电气特性、供电可靠性等方面相近的线路，通过采用某种模式分类和分析方式，可以将这些线路分成若干类线路组。属于同一线路组中的线路可认为具有同样的可靠性特征，这样的一个线路组就构成一种“模式”，进而可以从“模式”的角度进行分析，大大降低可靠性评估的工作量和分析难度。由于这种模式分类方式主要基于配电网结构相关因素，因此称为“网络可靠性特征模式”。适用于大规模中压配电网供电可靠性评估。

本发明的一种基于模式的大规模中压配电网供电可靠性评估方法，包括以下步骤：

(1)大规模复杂配电网的简化建模