一种基于概率分布的配网可靠性判断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于概率分布的配网可靠性判断方法，本判断方法基于现有的可靠性判断指标基础上，提出如下三个配网可靠性判断指标，且该三个配网可靠性判断指标通过解析表达式求得：系统故障前工作时间TTSF、系统故障后恢复时间TTSR以及系统故障频率SIF。本发明专利技术基于配网分区分块思想，分别从系统级和节点层对配电网可靠性指标采用随机函数进行解析表征，再进一步结合非参数核密度估计技术，实现了可靠性指标随机函数表达式的概率分布计算。本方法新提出的指标是现有配电网可靠性指标体系的有益补充，有助于快速直观研判系统可靠性水平的整体随机特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网可靠性判断方法的改进，具体涉及，属于配网可靠性判断

技术介绍
配电系统处于电力系统末端，直接与用户相连，电力系统对用户的供电能力与供 电质量都必须通过配电系统来具体实现，配电网可靠性是整个电力系统安全运行的集中反映。传统配电网可靠性判断采用期望值指标来揭示系统可靠性的长期平稳变化趋势，可方便快速地为规划和运行人员提供富有价值的系统停运风险信息。但期望值是从长期概率均值角度反映物理现象概率属性的一种数字特征，并不能完整揭示系统可靠性的内在分布规律和结构特性。因此，要实现对系统随机特性和风险水平的理性认知，应从概率分布角度对系统风险进彳了完整刻画。配网可靠性评估通常假设元件的状态转移率为常数，即假定状态停留时间为指数分布。对已经历调试期而尚未进入衰耗期的系统元件，此假设有效且大大简化了建模分析的难度。而在实际工程问题中，元件故障现象与元件所处地理位置、环境污染、天气因素、元件维护水平、元件使用年龄和内部老化等诸多因素协同影响；同时，元件修复过程也深受故障时天气状况、故障定位时间、故障点地理位置、维修人员数量和水平、维修工具和维修方式等的影响。因此，对元件工作时间及修复时间采用非指数分布来描述其状态驻留时长的概率不确定性可与工程实际更加吻合。配网可靠性评估分为解析法]和蒙特卡洛模拟法两大类，且各有优缺点。解析法通过对系统枚举到的每一个状态进行出现概率与影响后果的加权求和得到可靠性指标的期望值，方法简单且计算速度较快。但是，传统解析法要求元件状态驻留时间服从指数分布，且不能得到可靠性指标的概率分布。序贯蒙特卡洛仿真通过对系统实际运行过程的模拟和统计分析可求取可靠性指标的概率分布，并且适用于非指数分布系统，但为了满足模拟精度的要求计算时间较长，且元件可靠性参数一旦改变则需重新进行完整的仿真计算，因此难以开展可靠性参数的灵敏度分析。鉴于此，若能从解析角度建立配网可靠性指标与元件概率特性的函数关系，不但能高效求取配网可靠性指标的概率分布，而且为进一步开展元件随机特性与配网可靠性指标概率分布之间的关联性和耦合度分析奠定理论基础。已有文献大多基于元件状态的指数分布展开研究，鲜有文献探讨过非指数分布下系统可靠性的概率分布计算。其中，文献(B. Retterath, S. S. Venkata, A. A. Chowdhury.Impact of time-varying failure rates on distribution reliability.ElectricalPower and Energy Systems, 2005 (27) :682-688.)计及元件使用年龄来研究时变故障率对配网可靠性指标的影响；文献(宁辽逸，吴文传，张伯明.一种适用于运行风险评估的元件修复时间概率分布.中国电机工程学报，2009，29 (16) :15-20.)提出了概率分布为叠加指数分布、密度曲线为“铃形”的维修时间，并分析了时变修复率在系统运行风险评估中对系统瞬时状态概率值的影响；但上述两文献仅限于时变转移率对可靠性指标期望值的影响，未得到可靠性指标的概率分布。在可靠性指标概率分布解析计算方面，已有学者作过初步探索，文献(R. Billinton, R. Goel. An analytical approach to evaluateprobability distributions associated with the reliability indices of electricdistribution systems . IEEE Trans, on Power Delivery,1986,3 (I) :245-251.)在元件故障次数近似服从泊松分布的假设下实现了可靠性指标前四阶矩的计算，借助皮尔逊频率曲线获得了配网可靠性指标的百分位数，但通过前四阶矩从皮尔逊分布曲线簇中选择最适合的概率分布类型异常困难；文献. IEEE Trans, on Power Systems,2004,19(2) :724-734.]推导了配网可靠性指标的特征函数，并获得了配网可靠性指标的前四阶 原点矩、中心矩和概率密度曲线，但该方法涉及复杂的离散傅里叶变换DFT和逆变换IDFT，且不能适用于非线性随机函数，并严格要求随机函数中的随机变量彼此独立；文献.中国电机工程学报，2011，31(4) :31-38.]首次在大电力系统中对可靠性指标概率密度分布的解析计算进行了有益尝试，但配电网与大电网的结构特征和运行方式不同，可靠性指标体系也相差很大，故其计算方法难以直接应用到配电网可靠性评估中。现有配电网可靠性指标的评估重心主要放在负荷侧，已有的系统级指标，例如系统平均停电频率指标SAIFI，可由各负荷点可靠性指标来表达并计入了负荷点用户数的影响，是一种仅站在用户视角考察配网整体可靠性的测度指标，仅从用户侧的角度体现配网随机故障对负荷点用户年停电持续时间和年停电频率等方面的影响，无法从宏观上整体把握系统运行风险的变化规律。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种在不降低判断准确性基础上、使判断过程更高效更全面的基于概率分布的配网可靠性判断方法。本专利技术实现上述目的的技术解决方案如下 ，本判断方法基于现有的可靠性判断指标一停电频率、停电时间和年缺供电量基础上，将整个配网看成一个等效元件而同时提出如下三个配网可靠性判断指标，且该三个配网可靠性判断指标通过解析表达式求得系统故障前工作时间TTSF、系统故障后恢复时间TTSR以及系统故障频率SIF ;其中系统故障前工作时间TTSF为配电网可靠性等值网络中任一串联元件故障之前配电网所经历的工作时间；系统故障后恢复时间TTSR为全部负荷点恢复供电所经历的时间；系统故障频率SIF为系统单位时间内的停电次数；配电网可靠性等值网络是在元件故障相互独立的假设下，由引起系统失效的所有元件串联而成。所述系统故障前工作时间TTSF的概率分布、概率密度分布及其期望值可ΠΧη的表达式如下权利要求1.，其特征在于本判断方法基于现有的可靠性判断指标--停电频率、停电时间和年缺供电量基础上，将整个配网看成一个等效元件而同时提出如下三个配网可靠性判断指标，且该三个配网可靠性判断指标通过解析表达式求得系统故障前工作时间TTSF、系统故障后恢复时间TTSR以及系统故障频率SIF ;其中系统故障前工作时间TTSF为配电网可靠性等值网络中任一串联元件故障之前配电网所经历的工作时间；系统故障后恢复时间TTSR为全部负荷点恢复供电所经历的时间；系统故障频率SIF为系统单位时间内的停电次数；配电网可靠性等值网络是在元件故障相互独立的假设下，由引起系统失效的所有元件串联而成。2.根据权利要求I所述的配网可靠性判断方法，其特征在于所述系统故障前工作时间TTSF的概率分布P<nSF<f)、概率密度分布/—(0及其期望值ΙΙΓΓ5 ]的表达式如下3.根据权利要求I或2所述的配网可靠性判断方法，其特征在于所述传统配网可靠性判断指标停电频率、停电时间和年缺供电量分系统级指标和负荷点指标，系统级指标对应为系统平均停电频率、系统平均停电持续时间和系统年缺供电量馬 ，该三个配网系统级可靠性判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于概率分布的配网可靠性判断方法，其特征在于：本判断方法基于现有的可靠性判断指标？？停电频率、停电时间和年缺供电量基础上，将整个配网看成一个等效元件而同时提出如下三个配网可靠性判断指标，且该三个配网可靠性判断指标通过解析表达式求得：系统故障前工作时间TTSF、系统故障后恢复时间TTSR以及系统故障频率SIF；其中系统故障前工作时间TTSF为配电网可靠性等值网络中任一串联元件故障之前配电网所经历的工作时间；系统故障后恢复时间TTSR为全部负荷点恢复供电所经历的时间；系统故障频率SIF为系统单位时间内的停电次数；配电网可靠性等值网络是在元件故障相互独立的假设下，由引起系统失效的所有元件串联而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵渊，袁蓉，万凌云，付昂，李俊杰，龙虹毓，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：