基于改进Monte Carlo法的发输电系统可靠性评估

摘要

电力系统的可靠性评估方法主要包括确定性方法和概率性方法，概率性方法由于计及了系统的随机行为，能够更真实地反映系统的风险度，因此获得了广泛的应用。概率性评估方法又可分为解析法和蒙特卡洛法两种，对于含有较多元件且需要考虑各种随机因素的发输电系统而言，其状态空间巨大，使用解析法逐个枚举故障状态是件极其困难的事情，而蒙特卡洛法不受系统规模限制的特点，使其更适用于此类系统的可靠性评估。但是蒙特卡洛法的不足之处在于:评估时间和评估精度密切相关，换言之，获得高精度的评估结果意味着消耗大量的评估时间。目前，各类电力系统可靠性评估软件大多采用减小抽样方差的方法来加快蒙特卡洛法的收敛速度，减少方差的方法主要有重要抽样法、控制变量法、对偶变数法和等分散抽样法等。上述方法各有特点，且都能够在一定程度上加快蒙特卡洛法的收敛速度，但是它们有个共同的缺点，对系统的适应性较差。
　　为解决这一问题，本文将等分散抽样法和分裂与赌法相结合，提出了一种改进的电力系统可靠性评估方法——等分散与赌法。该方法按照发电系统和输电系统对系统整体可靠性指标贡献度的不同将电力系统分为重点区域和非重点区域，对于非重点区域，利用“赌”的方式对其选择性地抽样;对于重点区域，利用等分散技巧对其抽样，从而在减小抽样方差的同时节约了随机数的生成，提高了评估效率;该方法不但具有等分散抽样法能够有效减小抽样方差的特点，同时具备分裂与赌法对不同系统的良好适应性，从而能够结合系统自身的特点更高效地进行模拟。基于等分散与赌法，本文分别对IEEE-RTS79系统及其修改后的MRTS系统进行了可靠性分析，通过与常规蒙特卡洛法和分裂与赌法的评估结果进行比较，验证了本文所提方法的可行性、高效性以及良好的系统适应性。
　　本文使用自主研发的可靠性评估软件对包含83台发电机，71台变压器，549条母线，1173条线路，523个负荷的某省级实际电网进行了可靠性建模，分别用常规蒙特卡洛法、分裂与赌法以及本文所提等分散与赌法对该电网进行了可靠性评估，通过分析比较评估结果，验证了等分散与赌法在实际工程中的适用性。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景和意义

1．2 蒙特卡洛法概述

1．3 电力系统可靠性评估

1．3．1 电力系统可靠性概述

1．3．2 电力系统可靠性评估存在的困难

1．3．3 电力系统可靠性评估的研究现状

1．4 本文的主要工作

2．1 引言

2．2 元件停运模型

2．2．1 可修复强迫停运

2．2．2 计划停运

2．3 电力系统可靠性评估方法

2．3．1 解析法

2．3．2 序贯蒙特卡洛法

2．3．3 非序贯蒙特卡洛法

2．4 电力系统可靠性指标

2．5 电力系统状态分析

2．5．1 系统解列判断

2．5．2 潮流分析

2．5．3 负荷削减策略

2．6 小结

3．1 引言

3．2 改进抽样法

3．2．1 分裂与赌法

3．2．2 等分散抽样法

3．2．3 等分散与赌法

3．3 算例分析

3．5 小结

4．1 引言

4．2 电网简介

4．3 可靠性建模

4．3．1 搭建网络结构

4．3．2 厂站定义

4．3．3 录入系统参数

4．4 可靠性评估

4．5 小结

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目