[发明专利]一种考虑差异可靠性的有源配电网供电能力评估方法

权利要求书

1.一种考虑差异可靠性的有源配电网供电能力评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立考虑差异可靠性的有源配电网供电能力评估模型，模型的目标函数为有源配电网供电能力最大，系统供电能力包括主变压器层和中压网层，设系统中有n台主变压器，各台主变压器的编号为1,2,…,i,…n，其中与第i台主变压器相连的馈线数目为m_i，则与主变压器相连的各条馈线编号为1,2…,q,…,m_i，模型的目标函数如下：

模型的优化对象为各条馈线接入的年负荷峰值，并以可靠性指标作为约束条件；所述的约束条件包括：

(1)差异可靠性约束

选择馈线的供电可靠率作为基本评估单位，其定义为：单位年度内，对所有馈线用户用电小时数与馈线用户需电小时数的比值，第q条馈线的供电可靠率计算式：

式中，T为在规定时间内的需电小时数；U_j为负荷点j的年停运时间；N_j为负荷点j的用户数；l_q为第q条馈线总的负荷点数；

不同馈线可靠性需求不同，定义可靠性目标矩阵E＝(E₁,E₂,…,E_q,…,E_m)^T，其中E_q为第q条馈线可靠性目标；ASAI_feed＝(ASAI₁,ASAI₂,…,ASAI_q,…,ASAI_m)^T为实际的馈线可靠性指标向量，m为系统馈线数；则差异可靠性约束表示为：

ASAI_feed≥E (3)；

(2)整体可靠性约束

选取系统平均供电可靠率期望值作为指标，表示如下：

式中，p为系统总负荷点数，E_s表示系统可靠性目标；

(3)系统负荷与分布式光伏匹配约束

具体如下：

式中L_i为第i台主变压器的实时负荷，L_iq为与第i台主变压器相连的第q条馈线的实时负荷，G_i表示第i台主变压器分布式光伏和蓄电池的实时总出力，G_iq表示与第i台主变压器相连的第q条馈线的分布式光伏和蓄电池的实时总出力，m表示系统馈线数；

(4)负载率约束，具体表现形式为：

0≤(L_iq-G_iq)/C_iq≤1 (7)

0≤(L_i-G_i)/C_i≤1 (8)

式中C_i表示第i台主变压器的额定容量，C_iq表示与第i台主变压器相连的第q条馈线的额定容量；

2)给出考虑差异可靠性的有源配电网供电能力评估模型的求解方法，包括含主变压器以及分布式光伏与蓄电池的有源配电网可靠性评估，以及以可靠性评估结果作为重要约束的供电能力优化计算，其中

(1)所述的主变压器以及分布式光伏与蓄电池的有源配电网可靠性评估，包括：

(a)设定模拟年数，系统中共有k个元件，模拟初始时刻所有元件均工作于正常状态，随机产生k个0-1之间的随机数，根据故障转移率λ结合指数分布确定k个元件的无故障运行时间T_TTF；

(b)找出最小的无故障运行时间T_TTFmin，其对应的元件为故障元件，对故障元件产生一个随机数，根据修复转移率μ结合指数分布确定故障元件的故障修复时间T_TTR，并产生故障隔离与负荷转供时间，将模拟时钟推进到T_TTFmin+T_TTR；

(c)根据故障元件的类型进行故障影响分析，确定网络中9个分区类型，并直接确定其中的故障区、正常区以及上游隔离区内负荷点的停电时间；

(d)将处于孤岛运行区域的分布式光伏与蓄电池分为正常、停运与降额运行三类状态，根据三类状态发生的概率，产生随机数抽样分布式光伏与蓄电池的运行状态，并结合出力模型计算系统实时的负荷值，蓄电池的充放电功率序列以及分布式光伏的出力序列，判断孤岛内负荷是否可由分布式光伏和蓄电池供电，确定孤岛负荷的停电时间；

(e)对于需要联络转供的区域，对转供与联络区域中分布式光伏与蓄电池的运行状态、实时出力以及实时负荷值进行抽样，并结合负载率约束，以最小隔离区为单位判断负荷能否转供；

(f)统计系统元件故障期间各负荷点的停电时间，对故障元件抽样新的运行时间T_TTFnew，将故障元件无故障运行时间更新为T_TTFmin+T_TTR+T_TTFnew；

(g)判断模拟时钟是否跨年，未跨年则将记录的负荷点停电时间累加到负荷点j的年停运时间U_j中；跨年则采用第q条馈线的供电可靠率计算式和系统平均供电可靠率期望值计算式计算馈线与系统的年可靠性指标，并将U_j清零；

(h)判断模拟时钟是否达到设定的模拟年数，未达到则返回第(b)步，达到则模拟过程结束，统计各个模拟年的可靠性指标，进而计算系统的平均供电可用度，即可靠性评估结果；

(2)所述的以可靠性评估结果作为重要约束的供电能力优化计算，是在第(1)中的可靠性评估结果满足整体可靠性以及差异化的需求下，对馈线负荷分布进行优化，实现供电能力的最大化，供电能力优化计算是采用遗传算法进行求解，通过对馈线负荷倍数进行编码，实现供电能力的寻优，所述供电能力即个体的适应度。