CN104239057A - 一种基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，属于电网管理技术领域。首先根据系统实时运行状态，获取与有关发/输/变/配系统中各元件的实时停运概率P；根据P，计算与重点用户在发输电系统中所在节点的失负荷概率p_L；根据P、P_L，计算向重点用户供电的变电系统所有出线的失负荷概率p_f；根据P、p_f，计算重点用户停电概率计算所有可行变、配电供电方案下的将其中最小值对应的方案作为高可靠性供电方案。本方法考虑了用户供电可靠性随系统运行状态时时变化的特点，通过调整变电、配电系统网络拓扑，为重点用户动态、因地制宜地提供供电方案，以保证系统在任何运行状态下重点用户的用电风险始终保持在低水平。

Description

一种基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法

技术领域

本发明涉及一种基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，属于电网管理技术领域。

背景技术

出于安全生产运营的考虑，当代电力用户对电力供应的可靠性提出了越来越高的要求。许多电力用户不仅不允许发生长时间的停电，甚至连短时供电中断与电压跌落同样不能容忍。例如，北京市共有二级及以上重要客户1016户，其中党中央、国务院办公场所等特级用户38户，2011年政治供电任务达到179项、295天。这些重要用户在特定时段对电压暂降和短时中断非常敏感，比如重要场所的灯光照明、指挥系统、音响系统等，在系统发生电压暂降或短时中断时可能无法正常工作，造成严重后果。电力系统规划运营者迫切希望用相对低的投入获取高品质的供电可靠性，以最大可能地保障重要电力负荷点不出现上述电力供应问题。

配电系统承担着最终向用户供应电能的任务。因此在现有电力系统运营技术中，提高用户用电可靠性主要通过着眼于配电系统内部的规划、运行方式调整来实现。即，配电系统管理者仅仅关注并处理配电系统内部的问题，以提高重点用户用电可靠性。然而，事实上电力用户的电能实际上经过发电、高压输电、变电、中低压配电等多个环节逐级传递而来，其中任何一个环节出现问题均有可能导致重要负荷的供电出现问题。当发、输电系统出现问题时，若仅凭借现有的配电系统管理手段，系统管理者可能无法发现对重要用户供电的潜在风险，因而有可能造成损失。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，在运行过程中始终为重点用户动态地选择高可靠性的供电路径，以最大程度地降低重点用户处发生供电问题的可能性。

本发明提出的基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，包括以下步骤：

(1)根据电力系统实时运行状态，获取与重点用户相关的发电系统、输电系统、变电系统和配电系统中各元件的过负荷保护动作概率P_a、老化失效概率P_r和偶然失效概率P_c，进而得到各元件的实时停运概率P，P＝1-(1-P_a)(1-P_r)(1-P_c)，上述的各类元件包括发电机、变压器、输电线路、所有母线和继电保护器；

(2)根据上述步骤(1)中得到的各元件的实时停运概率P，利用直流潮流计算方法和快速排序可靠性评估方法，计算得到与重点用户相关的发电系统或输电系统中各负荷节点的失负荷概率p_L；

(3)根据上述步骤(2)得到的各负荷节点的失负荷概率p_L以及步骤(1)得到的与重点用户相关的变电系统中各元件的实时停运概率P，计算向重点用户供电的变电系统所有出线的失负荷概率p_f，具体过程为，设定与重点用户相连的变电系统的所有进线的失负荷概率为p_L，根据布尔代数方法计算变电系统各个出线的失负荷概率p_f；

(4)根据上述步骤(3)中得到的变电系统出线的失负荷概率p_f与步骤(1)中得到的与重点用户相关的配电系统中各元件的实时停运概率P，对与重点用户相连的配电系统的可靠性进行计算，得到重点用户的停电概率其中k为变电系统和配电系统的一种连接关系，具体方法为：根据“最小路集/最小割集”方法计算重要用户与当前电源(即变电站出线)断开连接的概率p_d,k，再将此概率乘以次变电站出线的失负荷概率p_f，即得到 $P_k^{*}=p_f\×p_{d,k};$

(5)根据上述重点用户的停电概率确定使重点用户用电可靠性最高的供电方法，具体步骤如下：

(5-1)将电力系统当前运行状态下，与重点用户相关的变电系统和配电系统中各元件之间可行的连接关系的集合记为Ω；

(5-2)设当前电力系统中变点系统和配电系统的连接关系为k∈Ω，重复步骤(2)-(4)，得到重点用户在所有可行连接关系下的多个停电概率

(5-3)从上述多个停电概率中检索到最小值，将与该最小停电概率相对应的变电系统和配电系统连接关系上报电力系统运营方，作为重点用户的用电可靠控制预案。

本发明提出的基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，其优点是：

本发明方法考虑了用户供电可靠性随系统运行状态时时变化的特点，通过调整变电、配电系统网络拓扑，为重点用户动态地、因地制宜地提供供电方案，以保证系统在任何运行状态下重点用户的用电风险始终保持在低水平。同时，本发明方法在分析计算重点用户供电风险性时统一分析了完整包括发电、输电、变电、配电系统，而非片面分析某个单独环节，因而能够实现全局最优。

附图说明

图1是本发明方法的流程框图。

图2是本发明方法中电力系统各元件实时停运概率计算方法的示意图。

具体实施方式

本发明提出的基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，其流程框图如图1所示，包括以下步骤：

(1)根据电力系统实时运行状态，获取与重点用户相关的发电系统、输电系统、变电系统和配电系统中各元件的过负荷保护动作概率P_a、老化失效概率P_r和偶然失效概率P_c，进而得到各元件的实时停运概率P，P＝1-(1-P_a)(1-P_r)(1-P_c)，上述的各类元件包括发电机、变压器、输电线路、所有母线和继电保护器；上述的过负荷保护动作概率、老化失效概率、偶然失效概率的计算需要考虑天气因素、服役时间、负荷水平以及环境因素(温度、日照、风力)如图2所示，具体的计算方法可以参见《电力系统运行可靠性》一书。

(2)根据上述步骤(1)中得到的各元件的实时停运概率P，利用直流潮流计算方法和快速排序可靠性评估方法，计算得到与重点用户相关的发电系统或输电系统中各负荷节点的失负荷概率p_L；基于直流潮流方法和快速排序可靠性评估方法可以分别参考《高等电力网络分析》和学术论文《计及多状态元件模型的系统状态快速排序技术》。

(3)根据上述步骤(2)得到的各负荷节点的失负荷概率p_L以及步骤(1)得到的与重点用户相关的变电系统中各元件的实时停运概率P，计算向重点用户供电的变电系统所有出线的失负荷概率p_f，具体过程为，设定与重点用户相连的变电系统的所有进线的失负荷概率为p_L，根据布尔代数方法计算变电系统各个出线的失负荷概率p_f；变电站的布尔代数可靠性分析方法认为变电系统的所有出线与进线之间的所有设备均为逻辑串联关系：由n个停运概率分别为p_i，i＝1,2...n的元件串联构成的系统的停运概率为由它们并联构成的系统停运概率为

(4)根据上述步骤(3)中得到的变电系统出线的失负荷概率p_f与步骤(1)中得到的与重点用户相关的配电系统中各元件的实时停运概率P，对与重点用户相连的配电系统的可靠性进行计算，得到重点用户的停电概率其中k为变电系统和配电系统的一种连接关系，具体方法为：根据“最小路集/最小割集”方法计算重要用户与当前电源(即变电站出线)断开连接的概率p_d,k，再将此概率乘以次变电站出线的失负荷概率p_f，即得到负荷点实时供电可靠性可根据《电力系统可靠性评估》(郭永基著，清华大学出版社)介绍的最小路/最小割集方法确定。

(5)根据上述重点用户的停电概率确定使重点用户用电可靠性最高的供电方法，具体步骤如下：

(5-1)将电力系统当前运行状态下，与重点用户相关的变电系统和配电系统中各元件之间可行的连接关系的集合记为Ω；可行的连接关系是指在该连接关系下，所有元件不超过额定运行，供电电压、电能质量符合国家标准规定或用户订制的标准，最终的配电系统结构符合辐射状要求。

(5-2)设当前电力系统中变点系统和配电系统的连接关系为k∈Ω，重复步骤(2)-(4)，得到重点用户在所有可行连接关系下的多个停电概率

(5-3)从上述多个停电概率中检索到最小值，将与该最小停电概率相对应的变电系统和配电系统连接关系上报电力系统运营方，作为重点用户的用电可靠控制预案。

Claims (1)

1.一种基于电源主动寻找的提高重点用户用电可靠性的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)根据电力系统实时运行状态，获取与重点用户相关的发电系统、输电系统、变电系统和配电系统中各元件的过负荷保护动作概率P_a、老化失效概率P_r和偶然失效概率P_c，进而得到各元件的实时停运概率P，P＝1-(1-P_a)(1-P_r)(1-P_c)，上述的各类元件包括发电机、变压器、输电线路、所有母线和继电保护器；

(2)根据上述步骤(1)中得到的各元件的实时停运概率P，利用直流潮流计算方法和快速排序可靠性评估方法，计算得到与重点用户相关的发电系统或输电系统中各负荷节点的失负荷概率p_L；

(3)根据上述步骤(2)得到的各负荷节点的失负荷概率p_L以及步骤(1)得到的与重点用户相关的变电系统中各元件的实时停运概率P，计算向重点用户供电的变电系统所有出线的失负荷概率p_f，具体过程为，设定与重点用户相连的变电系统的所有进线的失负荷概率为p_L，根据布尔代数方法计算变电系统各个出线的失负荷概率p_f；

(4)根据上述步骤(3)中得到的变电系统出线的失负荷概率p_f与步骤(1)中得到的与重点用户相关的配电系统中各元件的实时停运概率P，对与重点用户相连的配电系统的可靠性进行计算，得到重点用户的停电概率其中k为变电系统和配电系统的一种连接关系，具体方法为：根据“最小路集/最小割集”方法计算重要用户与当前电源(即变电站出线)断开连接的概率p_d,k，再将此概率乘以次变电站出线的失负荷概率p_f，即得到 $P_k^{*}=p_f\×p_{d,k};$

(5)根据上述重点用户的停电概率确定使重点用户用电可靠性最高的供电方法，具体步骤如下：

(5-1)将电力系统当前运行状态下，与重点用户相关的变电系统和配电系统中各元件之间可行的连接关系的集合记为Ω；

(5-2)设当前电力系统中变点系统和配电系统的连接关系为k∈Ω，重复步骤(2)-(4)，得到重点用户在所有可行连接关系下的多个停电概率

(5-3)从上述多个停电概率中检索到最小值，将与该最小停电概率相对应的变电系统和配电系统连接关系上报电力系统运营方，作为重点用户的用电可靠控制预案。