基于交叉熵的大電網(wǎng)可靠性序貫蒙特卡洛仿真研究.pdf

1、電網(wǎng)可靠性評(píng)估能夠從概率風(fēng)險(xiǎn)視角為電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和管理等提供風(fēng)險(xiǎn)決策的參考依據(jù)，成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。在電網(wǎng)可靠性評(píng)估中，序貫蒙特卡洛仿真法由于能有效模擬系統(tǒng)運(yùn)行和故障恢復(fù)過程的時(shí)序特征，因此不但能得到電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的期望值指標(biāo)，還能有效獲取電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的概率密度分布，由此得到廣為關(guān)注。但是，序貫蒙特卡洛仿真計(jì)算精度與計(jì)算成本的矛盾嚴(yán)重限制了其工程實(shí)用性，因此研究序貫蒙特卡洛仿真的收斂性加速方法具有重要的學(xué)術(shù)與實(shí)際意義。方差削減技

2、術(shù)是加快蒙特卡洛仿真收斂速度的有效方法，其中重要抽樣法已得到較多研究，而交叉熵算法作為一種新興的重要抽樣法，在電網(wǎng)可靠性非序貫蒙特卡洛仿真中取得了較好的收斂性加速效果。但在序貫仿真框架下，如何實(shí)現(xiàn)交叉熵算法和序貫仿真的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠性指標(biāo)期望值和概率分布的準(zhǔn)確計(jì)算，值得深入探索。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①系統(tǒng)研究了基于交叉熵的非序貫蒙特卡洛仿真法的基本原理。在電網(wǎng)可靠性非序貫蒙特卡洛仿真中，元件的兩狀態(tài)可靠性模型采用二項(xiàng)

3、分布來描述，交叉熵法可有效估計(jì)該二項(xiàng)分布對(duì)應(yīng)的最優(yōu)重要抽樣概率密度分布(IS-PDF)的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)方差減小和收斂性加速的目的。②在基于交叉熵的非序貫蒙特卡洛仿真法基礎(chǔ)上，提出了計(jì)算最優(yōu)IS-PDF參數(shù)的序貫交叉熵法。推導(dǎo)了序貫仿真中計(jì)算最優(yōu)不可用度的迭代公式，根據(jù)元件不可用度與故障率和修復(fù)率的關(guān)系，給出故障率和修復(fù)率三種不同計(jì)算方式，從而能夠利用故障率和修復(fù)率進(jìn)行電網(wǎng)可靠性評(píng)估的序貫仿真。與已有方法相比，本文最優(yōu)不可用度估計(jì)階段及其

4、之后的電網(wǎng)可靠性評(píng)估階段，都處于序貫仿真框架中，并且這兩個(gè)階段抽樣得到的系統(tǒng)狀態(tài)序列樣本都可用于最終的可靠性指標(biāo)計(jì)算，從而進(jìn)一步提高了可靠性評(píng)估的效率。③基于交叉熵的序貫蒙特卡洛仿真必須采用似然比對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)序列的影響后果進(jìn)行修正，本文推導(dǎo)了修正系統(tǒng)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間的四種似然比公式和修正系統(tǒng)失負(fù)荷頻率的似然比公式，并且證明了僅利用系統(tǒng)狀態(tài)概率之比修正系統(tǒng)狀態(tài)序列的序貫仿真實(shí)際上仍是非序貫仿真。為獲得可靠性指標(biāo)準(zhǔn)確的概率分布，提出了基于交叉熵的