基于伪序贯蒙特卡洛模拟的主动配电网可靠性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于伪序贯蒙特卡洛模拟的主动配电网可靠性分析方法，属于电力系统控制技术领域。本发明专利技术利用伪序贯蒙特卡洛仿真法进行主动配电网的可靠性分析，既降低运算时间，又提高了分析准确性；同时，本发明专利技术方法还充分考虑到了主动配电网的特点，在系统状态抽样中计及了通信系统以及配电自动化中电力电子设备的状态，在正常状态下对系统进行智能操作，在故障时则按传统的被动配电网络进行处理，符合主动配电网的实际情况，获得的可靠性数据更具有可信度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，属于电力系统控制
。本专利技术利用伪序贯蒙特卡洛仿真法进行主动配电网的可靠性分析，既降低运算时间，又提高了分析准确性；同时，本专利技术方法还充分考虑到了主动配电网的特点，在系统状态抽样中计及了通信系统以及配电自动化中电力电子设备的状态，在正常状态下对系统进行智能操作，在故障时则按传统的被动配电网络进行处理，符合主动配电网的实际情况，获得的可靠性数据更具有可信度。【专利说明】
本专利技术涉及一种主动配电网可靠性分析方法，尤其涉及一种基于伪序贯蒙特卡洛 模拟的主动配电网可靠性分析方法，属于电力系统控制
。
技术介绍
主动配电网是具备组合控制各种分布式能源（DG、可控负荷、储能、需求车管理 等）能力的配电网络，其目的是加大配电网对于可再生能源的接纳能力、提升配电网资产 的利用率、提高用户的用电质量和供电可靠性。配电网络是实现大规模间歇式新能源并网 运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方 案。从本质上说：主动配电网是利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布 式能源的配电网实施主动管理，能够自主协调控制间歇式新能源与储能装置等DG单元，积 极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行。有效评估主动配电网的可靠性对未来电网 的发展具有重要意义。 传统的配电系统可靠性评估，首先建立系统各元件的运行、停运状态模型，根据配 电系统的结构进而分析元件故障产生的后果，一般采用解析法或模拟法。解析法对于元件 数多的系统容易产生维数灾，不适用于实际的大规模配电网。蒙特卡洛模拟法在满足一定 计算精度的要求下，抽样次数与系统的规模无关，因此特别适用于大型复杂系统的可靠性 评估，主要分为序贯和非序贯。 序贯模拟法是按照时间顺序，在某一时间跨度上进行的模拟，可以灵活地模拟状 态持续时间的任何分布，评估结果更加符合实际。但是需要以时钟推进的方式抽样并分析 元件和系统的状态，因此需要较多的内存空间和较长的仿真时间，且模拟流程比较复杂。非 序贯模拟法通过产生均匀分布的随机数与与元件状态概率比较确定元件的状态进而得到 系统的状态进行分析。序贯模拟法的优点是收敛速度快、算法容易实现、内存需求低，但是 其缺点是没有考虑系统的时序特性，结果有较大偏差。 此外，含有分布式电源的传统配电网可靠性分析只考虑系统元件和分布式电源的 故障，并没有考虑到通讯以及电力电子设备的故障，因此并不适用于主动配电网的可靠性 分析。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有蒙特卡洛模拟法无法适用于主动配电 网的可靠性分析的不足，提供一种基于伪序贯蒙特卡洛模拟的主动配电网可靠性分析方 法，能够对主动配电网的可靠性进行快速而准确的分析。 本专利技术，包括以下步骤： 步骤1、对所述主动配电网中配电系统的非电源元件进行非序贯抽样，对电源元件 进行等步长的序贯蒙特卡洛模拟，生成所述主动配电网较长时间尺度的配电系统状态时间 序列； 步骤2、从较长时间尺度的配电系统状态时间序列中随机抽取所需时间跨度的子 序列； 步骤3、从步骤2所抽取的子序列中随机抽样某个时刻t的配电系统状态x(t); 步骤4、对配电系统状态x(t)进行评估，如处于正常状态，则转至步骤3 ;如处于故 障状态，则执行步骤5; 步骤5、对所述主动配电网在时刻t的通讯系统和配电自动化电力电子设备状态 进行抽样并判断是否处于正常状态，如果通讯系统和配电自动化电力电子设备处于正常状 态，则主动配电网进行在线网络重构，并判断重构后的主动配电网是否造成用户停电，如 否，则转至步骤8,如是，则更新配电系统状态x(t)后进入步骤6 ;如果通讯系统和配电自动 化电力电子设备处于故障状态，则主动配电网退化为被动配电网，进行故障处理并更新配 电系统状态x(t)后进入步骤6 ; 步骤6、从时刻t开始分别向前和向后对所述主动配电网的配电系统进行系统状 态转移序贯蒙特卡洛模拟，直到找到正常的系统状态，得到配电系统故障状态子序列和本 次故障持续时间； 步骤7、对受影响的负荷点进行分类并求取负荷侧可靠性指标； 步骤8、判断预设的终止条件是否得到满足，若满足，根据负荷侧的可靠性指标求 取系统侧可靠性指标；如果不满足，返回步骤2。 相比现有技术，本专利技术具有以下有益效果： 1、本专利技术在系统状态抽样中计及了通信系统以及配电自动化中电力电子设备的 状态，在正常状态下对系统进行智能操作，在故障时则按传统的被动配电网络进行处理，符 合主动配电网的实际情况，获得的可靠性数据更具有可信度。 2、本专利技术采用采用伪序贯蒙特卡洛仿真法，该方法保留了序贯蒙特卡洛仿真的时 序性和准确定特点，在系统元件抽样中采用非序贯蒙特卡洛仿真，提高了算法的运行速度， 提高效率，减少内存使用，适应于大规模系统的仿真。 3、本专利技术采用的系统状态转移法不需要考虑每个元件的运行-故障持续时间序 列，而把系统作为一个整体进行抽样，提高了算法效率。 4、本专利技术提供了主动配电网可靠性分析的详细流程与步骤，为主动配电网的可靠 性分析提供参考，有利于该领域新指标的提出与发展。 5、本专利技术中对风机与光伏的出力分别采用Weibull分布和Beta分布进行模拟，相 比马尔可夫两状态模型，充分考虑了风和光的随机性，因此抽样过程更加合理。 【专利附图】【附图说明】 图1为为马尔可夫两状态模型示意图； 图2为主动配电网控制系统结构示意图； 图3为故障持续时间Ds的示意图； 图4为系统将要到达的下一状态抽样示意图； 图5为本专利技术的配电网可靠性分析方法流程图。 【具体实施方式】 由于主动配电网中包含可再生能源（风电、光伏、燃气轮机、柴油机组）、储能元 件、电动汽车，使得主动配电网与传统配电网相比状态数量急剧增加，本专利技术针对现有蒙特 卡洛模拟方法无法适用于主动配电网可靠性分析的问题，提出了一种基于伪序贯蒙特卡洛 模拟的主动配电网可靠性分析方法，该方法采用非序贯抽样模拟法可以减少仿真所用时间 和内存，而在抽样到故障时采用序贯模拟方法，提高了所求可靠性数据的准确性；并在序贯 模拟时灵活采用系统状态转移抽样，将系统看成一个整体，避免了对每一个元件进行抽样 的复杂过程。同时，本专利技术方法还充分考虑到了主动配电网的特点，在系统状态抽样中计及 了通信系统以及配电自动化中电力电子设备的状态，在正常状态下对系统进行智能操作， 在故障时则按传统的被动配电网络进行处理，符合主动配电网的实际情况，获得的可靠性 数据更具有可信度。 伪序贯蒙特卡洛模拟方法是结合序贯和非序贯的混合方法，该方法对系统状态进 行非序贯蒙特卡洛抽样，而仅对描述整个停电过程的故障相邻状态子序列进行序贯蒙特卡 洛模拟，这样既保留了序贯蒙特卡洛方法的准确性又保持了非序贯蒙特卡洛方法的计算效 率。 下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。 本专利技术的，包括以下步 骤： 步骤1、对所述主动配电网中配电系统的非电源元件进行非序贯抽样，对电源元件 (风机、光伏等）进行等步长的序贯蒙特卡洛模拟，生成所述主动配电网较长时间尺度的配 电系统状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于伪序贯蒙特卡洛模拟的主动配电网可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对所述主动配电网中配电系统的非电源元件进行非序贯抽样，对电源元件进行等步长的序贯蒙特卡洛模拟，生成所述主动配电网较长时间尺度的配电系统状态时间序列；步骤2、从较长时间尺度的配电系统状态时间序列中随机抽取所需时间跨度的子序列；步骤3、从步骤2所抽取的子序列中随机抽样某个时刻t的配电系统状态x(t)；步骤4、对配电系统状态x(t)进行评估，如处于正常状态，则转至步骤3；如处于故障状态，则执行步骤5；步骤5、对所述主动配电网在时刻t的通讯系统和配电自动化电力电子设备状态进行抽样并判断是否处于正常状态，如果通讯系统和配电自动化电力电子设备处于正常状态，则主动配电网进行在线网络重构，并判断重构后的主动配电网是否造成用户停电，如否，则转至步骤8，如是，则更新配电系统状态x(t)后进入步骤6；如果通讯系统和配电自动化电力电子设备处于故障状态，则主动配电网退化为被动配电网，进行故障处理并更新配电系统状态x(t)后进入步骤6；步骤6、从时刻t开始分别向前和向后对所述主动配电网的配电系统进行系统状态转移序贯蒙特卡洛模拟，直到找到正常的系统状态，得到配电系统故障状态子序列和本次故障持续时间；步骤7、对受影响的负荷点进行分类并求取负荷侧可靠性指标；步骤8、判断预设的终止条件是否得到满足，若满足，根据负荷侧的可靠性指标求取系统侧可靠性指标；如果不满足，返回步骤2。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海潜，高山，孙建龙，黄俊辉，谢珍建，于乐，谈健，归三荣，李琥，韩俊，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力经济技术研究院，东南大学，
类型：发明
国别省市：北京;11