[发明专利]一种输电网静态可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的模拟与计算领域，具体涉及一种输电网静态可靠性评估方法。

背景技术

可靠性代表系统保证满足用户需求功能的能力，电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。电力系统可靠性包括充裕性和安全性两个方面。

充裕性(adequacy)是指电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力，同时考虑到系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运。充裕性又称静态可靠性，也就是在静态条件下电力系统满足用户电力和电能能量的能力。

安全性(Security)是指电力系统承受突然发生的扰动，例如突然短路或未预料短路或预料到的失去系统元件的能力。安全性也称动态可靠性，即在动态条件下电力系统经受住突然扰动并不间断地向用户提供电力和电能量的能力。

图论拓扑分析中常用到的概念分别解释如下：

(1)图：图是节点和弧的集合，由无向弧构成的图称为无向图，由有向弧构成的图称为有向图。

(2)路集：连接任意两节点间有向弧组成的弧的集合，称为这两个节点间的一条路或称道路；由输入节点到输出节点的所有路的集合，称为路集。

(3)最小路：如果一条路中移去任意一条弧后就不再构成路，则称这条路为最小路；由最小路构成的集合称为最小路集。

(4)割集：割集是网络中由弧构成的一个集合；若这些弧失效，则导致网络由起点到终点的有向路径全部失效。

(5)最小割集：如果从一个割集中任意移去一条弧后就不再是割集，则称这个割集为最小割集。

在基于连通性的算法中，首先将主接线拓扑化，找出变电站到源点的最小路，然后结合一定的准则，求出系统正常工作的所有情况，也就是正常工作的通路集。将通路集中所有通路不交化后，就可以得到系统正常工作的拓扑表达式。根据这个表达式就可以分析出在给定的准则下输电网系统的可靠性指标。

最小割集算法也是通过拓扑分析，搜索出变电站到源点的最小路，但并不去求系统正常的情况，而是通过对这些最小路进行数学处理，得到影响变电站到源点的故障集合。从图论上理解，这个故障集合就是变电站到源点的最小割集。它与偶发事故枚举法中所提到的停运事故的特性有很好的相近之处，也就是低阶割集事件不会出现在高阶割集事件中，而且这些事件就是偶发事故枚举法中提到的对系统可靠性影响最大的停运事件组合。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电网静态可靠性评估方法，该方法利用网络拓扑分析，可快速的评估输电网系统的大致可靠性水平，计算简单，在反复修改、校正规划和运行时，为运行和规划人员提供了一个便捷计算可靠性指标的方法，该方法计算简捷、直观，具有较好的实际指导意义和应用价值。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种输电网静态可靠性评估方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

(1)建立输电网可靠性评估拓扑分析模型，并确定评估参数；

(2)建立所述拓扑分析模型的连集矩阵；

(3)比较所需计算变电站与相邻的变电站之间的连集数i和相邻变电站之间的连集数j的大小，计算变电站之间的回路可靠性数据；

(4)确定可靠性指标；

(5)根据步骤(4)确定的所述指标，分析所述输电网系统的可靠性能。

本发明提供的一种优选的技术方案是：所述步骤(1)中的可靠性评估参数包括：元件的故障率λ、故障平均修复时间r和系统的不可用率U。

本发明提供的第二优选的技术方案是：所述步骤(2)的建立连集矩阵包括所需计算变电站与相邻变电站的连集关系，并对所述相邻的变电站进行标注。

本发明提供的第三优选的技术方案是：所述步骤(3)中，所述变电站包括所需计算变电站和相邻变电站；通过比较所述连集数i和连集数j的大小计算所述变电站之间的连集可靠性。

本发明提供的第四优选的技术方案是：若所述连集数j≤i，则计算所需变电站与相邻变电站之间的回路可靠性数据，记为λ_k1，再计算相邻变电站之间的回路可靠性数据，记为λ_k2；若所述连集数j＞i，则只计算所需计算变电站与相邻的变电站之间的回路可靠性数据，记为λ_k1，令λ_k2＝0；所述k为与所需计算变电站相连变电站的编号。

本发明提供的第五优选的技术方案是：所述步骤(4)中，所述确定可靠性指标包括将所述的回路可靠性数据写成如下矩阵：