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专利号: 2024105464580
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,包括:计算一年度中配电系统在正常天气时段期望缺供电量的估计值以及恶劣天气时段期望缺供电量的低阶部分,包括;

获取配电系统的潮流数据、年度恶劣天气时序数据以及线路的风险参数;

基于配电系统结构和开关布置对配电系统线路进行等效以降低配电系统维度,并计算降维后等效线路的风险参数;

基于降维后的配电系统,根据阶数阈值将事故状态空间分为低阶事故状态空间和高阶事故状态空间;

计算低阶事故状态子空间内的各个低阶事故状态在所有负荷水平下的削负荷功率;

根据削负荷功率计算得到所有低阶事故状态的削负荷功率增量和削负荷功率增量修正量;

利用所有低阶事故状态的削负荷功率增量和削负荷功率增量修正量分别计算得到配电系统在正常天气时段的期望缺供电量的估计值和恶劣天气时段期望缺供电量的低阶部分;

计算一年度中配电系统在恶劣天气时段期望缺供电量的高阶部分的估计值,包括:S1、从高阶事故状态子空间中抽取一高阶事故状态样本;

S2、判断该高阶事故状态样本对应的停运支路是否为馈线,若停运支路均为馈线,则设置该高阶事故状态样本的削负荷功率增量修正量为0,并转至S5;若停运支路不均为馈线,则转至S3;

S3、利用潮流分析软件获得该高阶事故状态在恶劣天气时段负荷水平下的削负荷功率;

S4、计算该高阶事故状态在恶劣天气时段负荷水平下的削负荷功率增量修正量;

S5、计算恶劣天气时段期望缺供电量高阶部分的估计值;

S6、根据期望缺供电量的高阶部分的估计值计算方差系数βEENS;

S7、若全年期望缺供电量估计值的方差系数大于等于预设的算法终止阈值βEENS_con,则转至S1,若小于预设的算法终止阈值,则计算恶劣天气时段期望缺供电量高阶部分估计值将正常天气时段期望缺供电量的估计值、恶劣天气时段期望缺供电量的低阶部分以及高阶部分的估计值相加得到配电系统全年期望缺供电量的估计值;

根据配电系统的期望缺供电量的估计值判断配电系统的风险水平,配电系统的期望缺供电量的估计值越大,配电系统风险水平越高;

其中,所述低阶部分为低阶事故状态对期望缺供电量的贡献,所述高阶部分为高阶事故状态对期望缺供电量的贡献,所述事故状态为当线路发生停运时的配电系统状态。

2.根据权利要求1所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,所述事故状态的阶数由配电系统中的停运线路数量决定,当配电系统中的停运线路数量为n时即为n阶事故状态;

所述低阶事故状态为阶数不高于设定阶数阈值的状态,所述高阶事故状态为阶数高于设定阶数阈值的状态。

3.根据权利要求1所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,所述潮流数据包括年度负荷曲线,所述恶劣天气时序数据包括恶劣天气在一年度内的发生时刻和持续时间,所述线路包括架空线路和非架空线路,所述风险参数包括故障率和修复率。

4.根据权利要求1所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,基于配电系统结构和开关布置对配电系统线路进行等效以降低配电系统维度,并计算降维后等效线路的风险参数,包括:将配电系统中满足串联逻辑的线路等效为一条线路,其中,满足串联逻辑的线路表示线路集合中任意一条线路停运均会引起其余线路的停运;

所述等效线路的风险参数的计算表达式为:

其中,λeq为等效线路的故障率、μeq为等效线路的修复率,λi为第i个线路的故障率,λj为第j个线路的故障率,μi为第i个线路的修复率,μj为第j个线路的修复率,i≠j;

当配电系统中满足串联逻辑的线路的数量为2时,直接利用式(1)进行计算;

当配电系统中满足串联逻辑的线路的数量大于2时,先将其中的两条线路通过式(1)等效为一条线路后再将等效线路与其余线路依次根据式(1)进行等效,直至所有线路被等效为一条线路,且后一次等效计算所用参数均为前一次计算所得等效参数。

5.根据权利要求1所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,所述削负荷功率由潮流计算软件直接计算获得;

所述削负荷功率增量的计算表达式为:

其中,c表示事故状态,由停运等效线路的集合来表示,ΔIcl表示事故状态c在负荷水平l下的削负荷功率增量,nc表示事故状态c对应的停运等效线路数量,即事故状态c的阶数,w为事故状态c对应的低阶事故状态,Iw为事故状态c对应的低阶事故状态的削负荷功率,表示事故状态c对应的阶数为k的低阶事故状态集合,所述削负荷功率增量修正量的计算表达式为:

其中,ΔIc'l表示状态c在负荷水平l下的削负荷功率增量修正量,A表示系统中所有可能发生停运的等效线路的集合;A‑c表示在A中且不在c中的元素的集合;aeqi表示等效线路i在正常天气下的可用率;

所述等效线路i在正常天气下的可用率aeqi的计算表达式为:

其中,μeqi为等效线路i在正常天气下的修复率,λeqi为等效线路i在正常天气下的故障率;

所述配电系统在正常天气时段期望缺供电量估计值的计算表达式为:

其中,REENSn为配电系统在正常天气时段的期望缺供电量,l为负荷水平,cL为低阶状态子空间,Ld为所有负荷水平集合,c表示事故状态,C为事故状态空间,nL为阶数阈值,Pc为事故状态c在正常天气时段内的发生概率,Icl表示事故状态c在负荷水平l下的削负荷功率,Dl表示在正常天气时段内负荷水平l的持续时间,A表示配电系统中所有可能发生停运的等效线路的集合,ueqi表示等效线路i在正常天气下的不可用率,ΔIcl表示事故状态c在负荷水平l下的削负荷功率增量, 表示停运阶数为k的事故状态的集合;

其中,所述等效线路i在正常天气下的不可用率ueqi的计算表达式为:其中,μeqi为等效线路i在正常天气下的修复率,λeqi为等效线路i在正常天气下的故障率;

所述配电系统在恶劣天气时段期望缺供电量的低阶部分的计算表达式为:其中,REENSs1为配电系统在恶劣天气时段期望缺供电量的低阶部分,Pc'表示事故状态c在恶劣天气下的发生概率;ΔIc'e表示状态c在负荷水平e下的削负荷功率增量修正量,De表示恶劣天气的持续时间。

6.根据权利要求1所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,恶劣天气时段期望缺供电量高阶部分的估计值的计算表达式为:其中,REENSs2为恶劣天气时段期望缺供电量的高阶部分,Pc'表示事故状态c在恶劣天气下的发生概率,PL'为恶劣天气下低阶事故状态的累积概率,Card(A)表示集合A中元素的数量,CH为高阶事故状态子空间,c(i)表示第i个事故状态样本,N表示满足终止判据所需的事故状态样本数量,ΔI′c(i)e表示样本c(i)在负荷水平e下的削负荷功率增量修正量,nL为阶数阈值;

其中,恶劣天气下低阶事故状态的累积概率PL'的计算表达式为:

式中,ueqi'表示第i条等效线路在恶劣天气下的不可用率,aeqj'表示第j条等效线路在恶劣天气下的可用率,nL为阶数阈值;

所述等效线路i在恶劣天气下的不可用率ueqi'的计算表达式为:其中,ueqi'为等效线路i在恶劣天气下的修复率,λeqi'为等效线路i在恶劣天气下的故障率;

所述等效线路j在恶劣天气下的可用率aeqj'的计算表达式为:

其中,μeqj'为等效线路j在恶劣天气下的修复率,λeqj'为等效线路j在恶劣天气下的故障率;

根据期望缺供电量高阶部分的估计值计算方差系数的计算表达式为:

式中,βEENS为期望缺供电量高阶部分估计值方差系数, 为期望缺供电量高阶部分估计值, 为 的期望; 为 的方差。

7.根据权利要求1所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法,其特征在于,所述配电系统全年期望缺供电量估计值的计算表达式为:其中,REENS为配电系统全年期望缺供电量,REENSn为配电系统在正常天气时段期望缺供电量,REENSs1为恶劣天气时段期望缺供电量低阶部分,REENSs2为恶劣天气时段期望缺供电量高阶部分。

8.一种考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估系统,其特征在于,包括:存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序以实现权利要求1~7任一项所述的考虑恶劣天气影响的配电系统风险评估方法的步骤。