[发明专利]一种考虑通信失效的配电网风险评估方法

摘要

本发明公开了一种考虑通信失效的配电网风险评估方法，包括(1)将配电网线路i故障后的供电恢复过程划分为多个受通信失效影响的供电恢复子任务，并将每一个子任务抽象为一个输入‑输出系统；(2)构建各个子任务的状态集，并计算各个子任务状态的概率；(3)构建供电恢复系统状态集，并计算各个供电恢复系统状态的概率以及该状态下恢复容量；(4)计算线路i故障后的电力不足期望值；(5)计算配电网风险评价指标。本发明提出的风险指标中，各条配电网线路的故障率体现了配电网物理系统风险对风险指标的影响；而配电网中各条线路故障后的电力不足期望值与通信链路的可靠性相关，体现了配电网信息系统风险对风险指标的影响。

主权项

1.一种考虑通信失效的配电网风险评估方法，包括以下步骤：步骤一、选取一条配电网线路作为故障线路i，并将该线路i故障后的供电恢复过程划分为多个受通信失效影响的供电恢复子任务，并将每一个子任务抽象为一个输入‑输出系统，其中的输入‑输出表达式定义为：式(1)中，u_k为子任务k的输入向量；y_k为子任务k的输出向量；g_k(u_k)为通信系统正常时子任务k的输入输出关系；步骤二、构建各个子任务的状态集，并计算各个状态的概率：定义各供电恢复子任务的状态为s_t,k∈G_t,k＝{0,1}                                (2)式(2)中，G_t,k为子任务k的状态集；s_t,k为供电恢复过程中子任务k的状态，其中s_t,k＝1表示该子任务k正常完成，s_t,k＝0表示该子任务k失效；供电恢复子任务状态与执行该子任务过程中每一次数据传输过程状态之间的关系为：式(3)中，L_k为完成子任务k过程中的数据传输过程集；s_c,i为子任务k中第i次数据传输过程的状态，其中s_c,i＝1表示数据传输正常，反之s_c,i＝0；子任务k中第i次数据传输正常完成的概率为P(s_c,i＝1)＝1‑α_i                                (4)式(4)中，α_i为第i次数据传输所依赖通信链路的丢包率；定义事件A_k和分别表示子任务k完成事件s_t,k＝1和失效事件s_t,k＝0，其发生的概率分别为：步骤三、根据步骤二建立的子任务状态集，构建供电恢复系统状态集G：对于包含n个子任务的供电恢复过程，定义供电恢复系统状态空间G为供电恢复过程中各个子任务状态空间的笛卡尔积，即：G＝G_t,1×G_t,2×…×G_t,n                  (7)其中，每一个供电恢复系统状态表示为：s_i＝(s_t,1,s_t,2,…,s_t,n)∈G                  (8)式(8)中，s_t,1～s_t,n分别为供电恢复过程中n个子任务状态；步骤四、计算各个供电恢复系统状态的概率P(s_d,i)以及不同状态下的恢复容量C_rec(s_d,i)：计算各个供电恢复系统状态出现的概率P(s_i)，设在状态s_i下其中m个子任务正常完成，而其余的n‑m个子任务失效，则状态s_i的概率为：式(9)中，A₁～A_m分别为状态s_i下的m个子任务完成事件；分别为状态s_i下的n‑m个子任务失效事件；设：对于各个子任务中数据通信过程之间的相互影响忽略不计，各个子任务完成事件和失效事件之间相互独立，式(9)转化为在状态s_i下，供电恢复容量C_rec(s_i)与故障后配电网系统状态x_d之间的关系如下：C_rec(s_i)＝f_rec,i(x_d)                              (11)式(11)中，f_rec,i(x_d)为当配电网系统发生故障x_d，且供电恢复系统状态为s_i时，供电恢复系统可恢复供电的负荷容量；在考虑通信失效情况下的供电恢复容量期望值的计算表达式为：步骤五、根据线路i故障后的负荷缺额以及步骤四计算得到的各个状态下的恢复容量，计算配电网中线路i故障后的电力不足期望值ELOL(s_d,i)：ELOL(s_d,i)＝E[C_lack|s_d,i]‑E[C_rec|s_d,i]                      (13)式(13)中，E[C_lack|s_d,i]为线路i故障导致的恢复区内负荷缺额期望值；E[C_rec|s_d,i]为线路i故障后，考虑通信失效情况下的供电恢复容量期望值，步骤六、重复步骤一至步骤五，分别计算各条线路故障后的电力不足期望值；步骤七、根据步骤六中得到的各条配电网线路故障后的电力不足期望值，计算配电网风险评价指标R：式(14)中，L_d为配电网线路集；P(s_d,i)为配电网线路i故障率，式(15)中，n_i为统计时间段内线路i的停电次数。