[发明专利]一种用于配电网可靠性分析的简化配电网状态模型的方法

说明书

本发明公开了一种用于配电网可靠性分析的简化配电网状态模型的方法。该方法使配电网中开关元件的动作被隐式的融合进了其他元件的状态中，而不需要直接表示配电网中开关元件的开关状态。模拟继电保护和故障重构过程时，本发明提供的模型不需要分析具体的开关动作序列。应用本配电网模型时，配电网在某一时刻所处的状态很容易进行仿真，且采样得到的配电网所处的某一状态不依赖其历史状态，这使得蒙特‑卡罗仿真可以应用于本模型。本发明简化了配电网状态模型，适用于对配电网可靠性进行快速评估，进而规划可靠的未来配电网。在智能开关元器件和其他智能电网技术快速发展的今天可以大大降低配电网可靠性分析的计算量，具有广阔的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种简化配电网状态模型，尤其涉及一种用于配电网可靠性分析的简化配电网状态模型的方法，该方法适用于对配电网可靠性进行快速评估，进而规划可靠的未来配电网。

背景技术

现在的智能配电网配备了智能开关元件，因此可以在故障后为终端用户自动恢复供电。这使得对于这样的配电网，可靠性分析变得复杂了许多。因为随着电网规模的增加，可能的开关状态组合的数量呈指数级增加。本发明介绍了一种近似的可靠性分析模型，在这种模型中，开关动作是隐式表达的。这种方法可以被图形化描述，是一种简化模型换取计算快速性的方法，仿真可以采用时间序列或非时间序列蒙特-卡罗仿真。本发明将通过一个结构简单的配电网来说明这一模型，配电网可靠性指标以平均值和分布的方式呈现。

对于电网可靠性表现的理解非常依赖于对于电网可靠性模型的定量分析，因为大多数影响用电终端的停电事故都是配电网故障造成的。随着分布式发电机、柔性负荷、新的监控和自动化技术在配电网中的比例越来越大，配电网的运行方式正经历着巨大的变化。这些技术的应用受到输电网和市场管理方式变化的影响非常大。规划可靠的未来电网需要能对于很大范围内各种参数和结构的配电网的可靠性能进行快速地评估。这反过来要求应用既灵活又快速的可靠性分析方法。

发明内容

为解决传统配电网模型在智能开关广泛采用后计算量过大的问题，本发明提出了一种用于配电网可靠性分析的简化配电网状态模型的方法，该简化模型是将智能开关的动作隐含在其他电气设备的状态中的配电网模型，以达到简化配电网可靠性分析计算量，提高配电网可靠性计算效率的目的。

本发明提出的模型将配电网分割为若干被隔离开关或断路器隔开的“电气块”，这些“电气块”可以被视为节点，开关元件被表示为节点之间的连线。通过本发明的建模方式，配电网的结构可以得到完整的描述。在本模型中，如果一个电气元件发生故障，这个故障将被传播到与之相连接的所有节点直到碰到断路器节点或常开开关节点。经过一个特征开关时间，这个故障节点将变为一个隔离节点，我们不关心中间具体的继电保护动作序列，使得模型得到简化。处于隔离状态的节点不再导电，使得周围的节点不再受其故障影响。

本发明的技术方案采用如下步骤：

1)将配电网中的元器件以开关元件为界进行划分，形成一个个“电气块”，将实际配电网结构图转化为以“电气块”为点，开关元件为连线的点线结构图。

2)每个“电气块”内部的电气状态被认为是一致的，因此被简化为点线结构图中的一个节点。根据每个“电气块”所包含元器件的不同，将不同“电气块”转化为的节点划分为不同的类型，不同类型的节点拥有不同的参数和状态空间。

3)对点线结构图中每个节点的“初始状态”进行采样，“初始状态”为节点对应的电气设备(组)在某一采样时间所处的设备工作状态，分为：正常工作、故障、隔离、检修等。节点处于不同“初始状态”的概率由节点对应电气设备(组)的故障率、平均维修时间、检修率、平均检修时间等确定。

4)由点线结构图中所有节点采样获得的“初始状态”，根据状态传播规则计算其“电气状态”，“电气状态”为节点对应的电气设备在这一采样时间点所处的实际供电状态，分为：未供电(与电源之间没有通路)、本地隔离、失电(故障节点或与故障节点间存在通路的节点)、正常供电。