[发明专利]风沙天气下含多类型负荷的智能配电网韧性定量分析方法

说明书

本发明涉及风沙天气下含多类型负荷的智能配电网韧性定量分析方法，包括如下步骤：对风沙风场进行模拟并获取各点风速，根据风速和风向计算配电网的荷载效应，分别得到配电网线路故障率和杆塔故障率，计算配电网架空线路的故障率，得到极端天气下配电网在某一时刻发生故障的场景；根据负荷重要性赋予各级负荷不同的权重；判断发生故障后的系统线路是否过载，线路过载时对现有负荷实施减载措施；根据权重计算出当前场景的负荷削减量，将各时段负荷损失依次完成计算，然后计算负荷的平均综合负荷削减，计算配电网的韧性指数。本发明更好的解决了风沙天气下电能供给压力大的问题，有效提升了配电网的抗灾能力。

技术领域

本发明属于智能配电网韧性定量分析技术领域，尤其涉及风沙天气下含多类型负荷的智能配电网韧性定量分析方法。

背景技术

近年来，许多自然灾害和不合理的人为操作导致了大规模连续停电，给电力系统带来了前所未有的挑战，其中极端天气对电力系统的影响一般难以抵御。2008年我国南方雪灾使13个省市的电力设施遭到破坏，超过129条线路受损，1466万户家庭停电；2016年，江苏省遭受龙卷风袭击，13.5万户家庭停电。尽管极端天气的发生频率较低，但其对电力系统造成的破坏往往比较大，因此，为了分析极端天气对电力系统的影响，并对灾害对策的有效性进行评测，“韧性”概念被引入电力系统用以评估电力系统应对极端天气的能力。配电网韧性主要体现在极端天气下系统对重要负荷的支持和恢复能力，对其深入探究，有利于保障电力生产，提高电力系统抵抗灾难的能力。如何实现对极端天气下智能配电网韧性的定量分析是当前电力行业一个亟待解决的难点。

目前，国内外专家针对配电网韧性的研究主要从三个方面展开。有的学者聚焦于极端天气对配电网络影响的研究，对各种极端天气情况进行频率分析，并基于各种极端天气情况对电力系统的破坏程度构建气象条件和电网故障之间的时空分布模型；有的学者专注于电力系统韧性评价体系的构建，他们有的基于风和负荷条件对输电线路故障概率对电力系统的韧性进行评估，有的基于负载频率损耗和预期损耗来评价不同电力系统韧性增强措施的有效性；此外有的学者致力于提高电力系统韧性的方案研究，有人构建三阶段优化模型并提出了确定最优增强位置和增强策略的方法，有人提出针对电池储能和光伏发电的优化定位方法，通过提高极端天气来临时电力和电能容量的可达性来提高电力系统韧性，还有人提出微电网优化布局模型，该模型确定了电网中微电网的最佳大小和位置，以最大化系统的韧性。

目前针对配电网的韧性研究大多是为了评估所有负荷在极端天气下的抗灾能力。然而，在配电网中只要有足够的电力供给一定比例的重要负荷，就不必保证极端天气条件下的满负荷供电。针对这一问题，本发明提出了一种极端天气下基于负荷重要性的配电网韧性评价方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风沙天气条件下保证一定比例重要负荷电力供给的配电网韧性定量分析方法，更好的解决了风沙天气下电能供给压力大的问题，有效提升了配电网的抗灾能力。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

风沙天气下含多类型负荷的智能配电网韧性定量分析方法，包括如下步骤：

S1、根据风沙天气的气象数据，采用Batts风场模型对风沙风场进行模拟并获取各点风速，采用如下公式：

其中：V为风沙风速，风向为模拟圆上逆时针切向方向，R_max为最大风速半径，为最大风速半径的风速，R为待研究点到风沙中心点的距离；

S2、根据风速和风向计算配电网的荷载效应P，采用如下公式：

其中，D是配电线的外径，α是风压不均匀系数，μ_sc是线形状系数，μ_z是风压高度变化系数，θ是风向与线路的夹角；