配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)概率密度分布的解析計算模型.pdf

1、本文受國家自然科學(xué)基金項目（柔性發(fā)輸電系統(tǒng)概率風(fēng)險評估和優(yōu)化配置模型研究，項目號50977094），中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費科研專項“電網(wǎng)概率風(fēng)險評估的參數(shù)不確定性分析及概率密度解析計算研究”（CDJZR11150012）資助。
　　隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展與電網(wǎng)建設(shè)的日新月異，現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模逐漸龐大，運行狀況及風(fēng)險特性空前復(fù)雜，由此引起的安全穩(wěn)定問題日益突出。其中，配電系統(tǒng)直接針對用戶環(huán)節(jié)，對整個電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和供電可靠性起著

2、至關(guān)重要的作用。如何快速、準(zhǔn)確并全面地評估配電系統(tǒng)可靠性水平，并使評估結(jié)果更接近工程實際已成為當(dāng)下研究的熱點。同時，隨著傳統(tǒng)石化能源的大量消耗及環(huán)境污染的不斷加重，分布式發(fā)電(distributed generation，DG)憑借其發(fā)電靈活、環(huán)境友好等特點被越來越多地引入到配電網(wǎng)中，在改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行方式的同時也對其可靠性分析帶來了顯著影響。因此，計及含DG的配電網(wǎng)故障恢復(fù)新特征、實現(xiàn)含DG的配電系統(tǒng)可靠性高效評估成為亟待深入

3、探索的課題。
　　論文從概率風(fēng)險評估角度，基于網(wǎng)絡(luò)分區(qū)思想，針對配電網(wǎng)、含DG的配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)概率分布解析模型的構(gòu)建以及算法的實現(xiàn)開展了深入研究。
　　論文的主要研究內(nèi)容包括：
　?、倩谖⒃治龇?，推導(dǎo)了當(dāng)元件故障前工作時間服從威布爾分布時，其在時間[0,t]內(nèi)故障發(fā)生次數(shù)的概率分布?？紤]元件故障前工作時間服從威布爾分布時，可以通過改變其形狀參數(shù)來擬合或近似表達(dá)多種概率分布，使得所建立的解析模型具有較強的代表性及適

4、應(yīng)性。此時，依據(jù)微元分析法思想，假設(shè)元件在故障前任意足夠小的時段內(nèi)故障率為常數(shù)(即假設(shè)在足夠小的時段內(nèi)，元件工作時間服從指數(shù)分布)，通過一系列嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，最終得到了元件故障發(fā)生次數(shù)的概率分布。通過算例驗證可知，本文推導(dǎo)結(jié)果具有正確及有效性?？紤]元件參數(shù)的非指數(shù)分布，可使評估數(shù)據(jù)更加接近工程實際，從而使得評估結(jié)果更為真實地反映系統(tǒng)的實際運行風(fēng)險狀況。
　?、诨谂潆娋W(wǎng)可靠性評估的現(xiàn)有指標(biāo)，從系統(tǒng)整體角度出發(fā)將整個配電網(wǎng)看作一個等

5、效元件，提出了評估配電網(wǎng)可靠性的三個系統(tǒng)新指標(biāo)：系統(tǒng)故障前工作時間、系統(tǒng)故障后恢復(fù)時間以及系統(tǒng)停電頻率。結(jié)合配電網(wǎng)僅考慮一階故障情況下的狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移圖，給出新指標(biāo)的定義及其概率分布和概率密度函數(shù)的解析表達(dá)式。通過算例評估驗證了本文所提新指標(biāo)的有效性和正確性。這部分內(nèi)容可作為現(xiàn)有配電網(wǎng)可靠性評估指標(biāo)體系的有益補充，有助于規(guī)劃和運行人員快速直觀地掌握系統(tǒng)可靠性水平的整體特性。
　?、劭紤]DG接入對配電網(wǎng)可靠性的影響，采用計劃孤島運行方

6、式，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)分塊的計及DG的配電網(wǎng)故障恢復(fù)策略。首先根據(jù)故障后各負(fù)荷分塊是否可由孤島內(nèi)DG恢復(fù)供電，將系統(tǒng)所有分塊劃分為A、B兩大區(qū)域；再根據(jù)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷點恢復(fù)供電的方式將B區(qū)域的負(fù)荷點劃分為三大類。通過網(wǎng)絡(luò)分區(qū)、負(fù)荷分類的方法，可有效提高含DG的配電網(wǎng)可靠性評估效率。
　?、芑谂潆娋W(wǎng)分區(qū)分塊思想，并結(jié)合前述三點所提出的相關(guān)理論，在元件工作時間和修復(fù)時間均服從指數(shù)分布、元件工作時間服從威布爾分布，修復(fù)時間服從對數(shù)正態(tài)分布兩