[发明专利]一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法

权利要求书

1.一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)输入电网中各节点的时序负荷需求数据、时序电价数据以及时序分布式电源出力预测数据；

2)考虑极端场景对电网运行可靠性的影响，分别建立台风的风速随机模型和路径随机模型；

3)建立台风引起的线路故障随机模型；

4)计及负荷、光伏以及故障场景的不确定性，生成典型场景集；

5)根据削减后的典型场景确定故障位置，形成各典型场景下的电网结构；

6)构建区域自治电网可靠性指标；

7)根据可靠性指标及运行约束条件构成的随机优化模型，确定电网的自动化操作；

所述的一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤2)中台风的风速随机模型和路径随机模型考虑台风出现时和登陆后两种场景，分别建立台风的风速和强度衰减公式；

台风路径的时序特征可由三个特征量表示，分别为迎风角、着陆位置和平移速度，对这三个特征量的不确定性进行分析，分别建立其对应的概率密度函数，根据各特征量，将配电网拓扑映射在二维平面上建立坐标系，以预期的台风登陆位置为坐标系原点，计算台风的时序位置以及台风中心点到配网某一组件的距离，根据与中心点的距离计算配网各点的风速；

式中，A、B分别为台风风速的形状参数；r_l为台风中心点到配网某一组件的半径；ρ为空气密度；Δp_s为台风眼压强预测误差；Ω为地球角速度；Φ为台风纬度；

台风登陆后，其强度将按照如下的方式产生衰减：

式中，V_l,t为登陆后的台风强度；为阵风强度；β为衰减常数；V^b为台风事件发生后的持续风速；R为风速减小因子；T^lf为台风登陆时间；σ_v为预测误差，服从正态分布。

2.根据权利要求1所述的一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤3)中建立台风引起的线路故障随机模型，结合配电网中组件的脆弱性曲线以及风速曲线，得到各时段的随机故障模型，如下所示：

式中，为t时刻线路l的故障概率；V_i^up和V_i^lo分别为发生故障的临界风速和不发生故障的临界风速；通过生成服从U(0,1)分布的随机数n_i,s确定配电网线路故障场景，若则线路i发生故障，线路i断开，将配电网分成若干个子区域。

3.根据权利要求1所述的一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤4)中，考虑每个时段的负荷服从正态分布，每个时段的光伏机组出力服从Beta分布，采用拉丁超立方抽样的方法生成每个时段下的m组负荷样本、m组光伏出力样本和m组线路状态样本，为了减小计算量，采取k-mediods聚类的方法对原始样本进行场景削减，得到n组负荷样本及其对应的概率、n组光伏出力样本及其对应的概率以及n组线路状态样本及其对应的概率。

4.根据权利要求1所述的一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤5)中，根据生成的典型场景，确定各时段每种故障场景下的配电网的区域划分结果，其中，与主网相连部分可继续正常运行；与主网分离部分构成区域自治电网，若含有电源和储能装置则通过实施相应的优化调度措施可实现其自治运行，若不含电源和储能装置，则为无源孤岛，无法正常运行，将会失去全部负荷。

5.根据权利要求4所述的一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤6)中，可靠性指标包括失负荷期望成本和失负荷期望功率，根据故障发生后电网的形态计算区域自治电网可靠性指标。

6.根据权利要求5所述的一种计及随机性故障场景的区域自治电网可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤7)中，以失负荷期望成本最小化为目标函数之一建立了二阶锥松弛随机优化模型，求解随机性故障场景下的电网调度操作，具体包括以下步骤：

计及失负荷成本可靠性指标，构建配电网运行调度多目标优化的目标函数；

考虑配电网运行约束条件，构建极端天气影响下的配电网随机优化模型，主要包括功率平衡约束、配电网潮流中断模型二阶锥约束以及分布式电源运行约束；

综合以上目标函数与约束条件，得到混合整数二阶锥优化模型，实现极端场景下的优化调度。