[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

摘要

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。

主权项

1.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，其特征在于：包括如下步骤：/nS1、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：/n /n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；/nS2、根据风速和风向计算配电网的荷载效应P，采用如下公式：/n /n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；/nS3、假设配电网中的配电网线路的抗拉强度及杆塔的抗弯强度服从正态分布，基于配电网线路的抗拉强度及杆塔的抗弯强度的正态分布概率密度函数f_R(x)及配电网设施的荷载效应P，可以分别得到配电网线路故障率P_l和杆塔故障率P_p，如下公式：/n /n /n /n其中，μ和δ的值可通过材料抗拉实验获得，μ、μ₁、μ_p为数学期望，δ、δ₁、δ_p为标准差；x为配电网线路的抗拉强度或杆塔的抗弯强度；σ₁为线路的抗拉强度，M_p杆塔的抗弯强度；σ_g为配电网线路最高悬挂点由大风引起的压力，该值为最高悬挂点张力与导线横截面积之比，与风力和重力的矢量和成正比；M_T为线路受力引起的杆塔根部弯矩，该值为线路的风荷载与杆塔的风荷载引起的弯矩矢量和；/nS4、线路正常运行状态下，线路和杆塔均正常工作，可将其等效为串联模型，进而计算配电网架空线路的故障率P_k(V)，采用如下公式：/n /n其中，P_k(V)是架空线路k的故障率，n是架空线路k上的杆塔数量，m是架空线路k上线路段数，p_pik(V)是线路k上第i根杆塔的故障率，p_ljk(V)是线路k上第j段线路的故障率；/nS5、将架空线路的故障率加入到蒙特卡洛方法中模拟风沙天气下各时段的故障场景，得到极端天气下配电网在某一时刻发生故障的场景；/nS6、将配电网中负荷划分为若干级，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：/n /n其中，为j场景下t时刻第i个负荷削减量；为第i个负荷对应的权重；为第i个负荷对应的t时刻的j场景；表示第i个负荷在j场景下t时刻削减状态的二进制变量，取值为0或1，0表示负荷不削减，1表示负荷削减；为t时刻第i个负荷在j场景下对应的功率；/nS7、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，采用如下公式：/n /n /n其中：ΔP_j(X)为j场景下t时刻的综合负荷削减量，m为采样数，M为t时刻的总采样数，T为一个采样周期，τ为时间变量；P₀为配电网初始加权总负荷；/nS8、配电网的韧性指数R表示为：/n /n