電力系統可靠性評估方法綜述

2022-08-01 15:57:07 字數 1278 閱讀 6114

【摘要】電力系統可靠性分析得到的評估指標對於改善系統的可靠性,指導電網的規劃、設計和執行具有重要的意義。本文對當前分析電力系統可靠性的常用方法進行了綜述,對解析法和蒙特卡洛法各自的特點進行了比較分析,並指出其在評估過程中無法識別網路可靠性薄弱環節的缺點;最後,介紹了貝葉斯網路在電力系統可靠性評估中的應用,指出了這個方法相對於傳統評估方法的優勢,闡述了用於提高電力系統可靠性的關鍵線路識別研究的概念。

【關鍵詞】電力系統可靠性;蒙特卡洛法;貝葉斯網路;關鍵線路識別

1.引言

電力作為清潔和方便的二次能源,在推進社會進步,提高人民生活質量方面發揮著越來越重要的作用。人們對電力的依賴程度也越來越高,凸顯出電力系統可靠性的重要[1]。經濟的發展,使使用者對供電可靠性和電能質量的要求也越來越高,因此需要找到一種能夠切實可行的電力系統可靠性評估方法,以促進供電可靠性的提高。

電力系統可靠性是指電網在符合一定約束條件下,能夠向使用者不間斷地提供滿足質量要求的電力的能力[2]。電力系統可靠性分為充裕性(adequacy)和安全性(security),充裕性反映在研究時間段內,在靜態條件下系統容量滿足負荷電力和電量需求的程度;安全性反映短時內,在動態條件下系統容量滿足負荷需求的程度[3]。長期以來,由於安全性評估中建模困難和演算法方面的複雜性,有關安全性的研究還不夠完善[3],電力系統可靠性研究主要集中在充裕性方面。

目前電力系統可靠性評估方法主要分為確定性方法和概率性方法兩大類[4]。確定性方法主要針對系統已知的幾種確定執行方式和故障狀態進行分析,評估系統的可靠性水平[5]。確定性方法指系統工作在確定執行狀態下,並未考慮系統狀態的概率分布特性,與系統實際執行不完全相符,評估得到的指標通常與實際有很大偏差,因此在分析電力系統可靠性時更多的採用概率性評估方法。

最常用的概率性評估方法可分為解析法[6]和蒙特卡洛法[7],這兩種方法在分析系統可靠性時各有優點、缺陷以及適用範圍。為此西安交通大學別朝紅等人提出了混合評估方法[8],該方法充分發揮蒙特卡洛法和解析法的優點,通過對系統取樣狀態的簡單解析判斷來減少每次狀態評估的時間,從而提高計算速度,但該方法不能有效識別系統薄弱環節;因此,霍利民等人考慮結合貝葉斯網路[9-10]的不確定性推理來評估電網可靠性。這種方法能很好地改進傳統評估方法的不足,既能評估可靠性,也能找到對系統故障影響最大的薄弱環節,其缺點是通常無法評估與時間有關的指標。

文獻[11]將圖形演繹邏輯推理的故障樹分析法應用於電力系統可靠性評估中,把系統故障與組成系統的部件故障有機結合起來,解決了較複雜電力系統的可靠性和安全性分析問題,但分析邏輯關係複雜的系統時,故障樹分析法的計算量較大;另外,國內外一些學者還考慮利用複雜網路[12,13]的拓撲結構來分析電力系統的可靠性,識別出網路拓撲中的關鍵線路,以改善系統的可靠性水平。

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