CN106600145A - 一种配电网的可靠性分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于配电网的可靠性分析方法及装置,涉及电力技术领域。该方法包括:获取第一时间段内的气象环境原始数据,按照计算周期依次计算出配电网的m个动态热定值;判断在检测时间配电网的各个输电线路的工作状态是否发生变化;如果发生至少一次变化,则按照配电网的输电线路的工作状态变化的时间顺序,执行停电数据的更新步骤;更新步骤包括:根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,确定出所述检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值;根据确定出的动态热定值,对配电网进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新各个负荷点的相关停电数据;根据各个负荷点的相关停电数据,获取并输出配电网的可靠性指标参数。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域,尤其涉及一种配电网的可靠性分析方法及装置。
背景技术
配电网处于电力系统末端直接向用户供给和分配电能。由于电力生产具有发、供、用同时性特点,一旦配电网发生故障,会同时造成配电网对用户供电的中断。在配电网的故障修复或排除后,配电网才能继续对用户供电。电力系统对用户的供电能力和供电质量需要通过配电网来体现,因此,配电网可靠性显得尤为重要。
架空线路的传输载流量是影响配电网可靠性的重要因素。目前以架空线路的输电线路的静态热定值作为配电网可靠性分析时输电线路的载流量的限制,而传统的静态热定值不考虑输电线路实际运行环境,采用标准的、固化的、苛刻的气象参数组合(比如风速5m/s、周围环境温度40℃)计算输电线路最大允许的载流量。此计算方法在以往计算能力和可用气象数据有限的条件下是比较实用的,但随着计算水平和气象数据采集技术的提高,不考虑输电线路实际运行环境的静态热定值,越来越不能准确的体现出输电线路的载流量的限制,使得配电网的可靠性分析结果越来越不准确。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本发明提供一种配电网的可靠性分析方法及装置。
根据本发明实施例的第一方面,提供一种配电网的可靠性分析方法,包括:获取第一时间段内的气象环境原始数据,在所述第一时间段内根据所述气象环境原始数据按照计算周期依次计算出配电网的m个动态热定值,所述m是大于0的整数;判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发生变化;如果发生至少一次变化,则按照所述配电网的输电线路的工作状态变化的时间顺序,针对每次所述配电网的输电线路的工作状态的变化,执行停电数据的更新步骤;其中,所述停电数据的更新步骤包括:根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的动态热定值;根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的对应的动态热定值,对所述配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据所述潮流计算的结果,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据;根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数。
可选地,所述根据所述潮流计算的结果,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据包括:根据所述潮流计算的结果,判断所述配电网是否切负荷;如果所述配电网无需切负荷,则根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据。
可选地,还包括:如果所述配电网切负荷,则根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态、所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的对应的动态热定值、及预设切负荷约束条件,确定出所述配电网的待切负荷点及在检测时间内所述待切负荷点的停电数据信息,并根据在检测时间内所述待切负荷点的停电数据信息对所述配电网的待切负荷点进行停电处理;根据所述配电网的待切负荷点及在检测时间内所述待切负荷点的停电数据信息,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据。
可选地,在所述根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的动态热定值之前,还包括:步骤a:如果输电线路因故障而发生工作状态改变,则根据工作状态改变的输电线路,判断是否调整所述配电网的输电线路;步骤b:如果调整所述配电网的输电线路,则确定出至少一个第一负荷点,并在预设备选供电恢复路径中选取出所述第一负荷点对应的至少一个备选供电恢复路径;所述至少一个第一负荷点是由所述故障的输电线路供电的负荷点;步骤c:计算所述至少一个备选供电恢复路径的最大可转移负荷、网损最小指标;步骤d:按照所述网损最小指标从小到大的顺序,在所述至少一个备选供电恢复路径中选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径;步骤e:判断选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷是否大于所述至少一个第一负荷点的总负荷;如果选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷大于所述至少一个第一负荷点的总负荷,则执行步骤f;否则,将所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的状态更新为已使用,并重新执行步骤d;步骤f:根据所选选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径,调整所述配电网的输电线路;所述根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的动态热定值包括:如果调整所述配电网的输电线路,则根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网调整后的各个输电线路的动态热定值。
可选地,根据所述潮流计算的结果,判断所述配电网是否切负荷包括:如果所述潮流计算的结果指示调整后的所述配电网存在负荷点的电压越界和/或至少一条输电线路载流量过载,则将所述选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的状态更新为已使用,并重新执行步骤d;如果所述潮流计算的结果指示调整后的所述配电网不存在负荷点的电压越界,及至少一条输电线路载流量过载,则判断所述配电网不进行切负荷。
可选地,还包括:如果所述至少一个备选供电恢复路径的状态均为已使用,则在所述至少一个备选供电恢复路径中选取出最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径;根据所述最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径,调整配电网的输电线路;根据包含了最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径的配电网的潮流计算结果,判断所述包含了最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径的配电网进行切负荷。
可选地,在所述根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数之前,还包括:根据所述检测时间更新检测累计时间,判断更新后的检测累计时间是否达到预设时间阈值;如果所述更新后的检测累计时间未达到预设时间阈值时,则更新所述检测时间,并重新执行所述判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化;所述根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数包括:如果所述更新后的检测累计时间达到预设时间阈值,则根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数。
可选地,在所述判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化之前,还包括:根据配电网的各个输电线路的故障率和修复率,进行序贯蒙特卡罗模拟,获取预设时间阈值内各个输电线路的工作状态序列;所述判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化包括:根据所述预设时间阈值内各个输电线路的工作状态序列,确定出所述检测时间对应的各个输电线路的工作状态序列;根据所述检测时间对应的各个输电线路的工作状态序列,判断各个输电线路的工作状态是否发生变化。
可选地,还包括:如果未发生变化,则根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据。
根据本发明实施例的第一方面,提供一种配电网的可靠性分析装置,包括:处理器、存储器和通信接口,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通信总线相连;所述通信接口,用于接收和发送信号;所述存储器,用于存储程序代码;所述处理器,用于读取所述存储器中存储的程序代码,并执行上述实施例所述的配电网的可靠性分析方法。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:获取第一时间段内的气象环境原始数据,在第一时间段内根据气象环境原始数据按照计算周期依次计算出配电网的m个动态热定值;判断在检测时间配电网的各个输电线路的工作状态是否发生变化;如果发生至少一次变化,则按照配电网的输电线路的工作状态变化的时间顺序,针对每次配电网的输电线路的工作状态的变化,执行停电数据的更新步骤;其中,停电数据的更新步骤包括:根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在m个动态热定值内确定出检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值;根据检测时间内配电网的各个输电线路的对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据;根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数,并输出配电网的可靠性指标参数。这样一来,可靠性分析装置在进行配电网的可靠性分析时,在配电网的输电线路的工作状态发生至少一次变化时,可以确定出配电网的各个输电线路对应的动态热定值,进而利用配电网的各个输电线路对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据,根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数。可靠性分析装置在对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算时,是根据动态热定值,而动态热定值随着气象环境的变化而变化,从而可以通过动态热定值根据输电线路实际运行环境,准确的体现出输电线路的载流量的限制,提高配电网的可靠性分析结果。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种配电网的可靠性分析方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种配电网的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种配电网的可靠性分析方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的一种输电线路的工作状态序列的示例图;
图5为本发明实施例提供的另一种配电网的可靠性分析方法的流程示意图;
图6为本发明实施例提供的一种配电网的可靠性分析装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前配电网的可靠性分析越来越重要,而配电网中各个输电线路的传输载流量是影响配电网的可靠性分析的重要因素。现有技术中,是通过静态热定值作为配电网可靠性分析时输电线路的载流量的限制,而静态热定值是采用标准的、固化的、苛刻的气象参数组合计算输电线路最大允许的载流量,并不是根据输电线路实际运行环境计算得到的,将静态热定值计算出的载流量作为输电线路的载流量的限制,并不准确,使得配电网的可靠性指标不准确。基于此,在本发明实施例中,通过根据输电线路运行环境的气象环境数据,计算出动态热定值,进而将动态热定值计算出的载流量作为输电线路的载流量的限制,进行相应的配电网的可靠性分析,提高了配电网的可靠性指标的准确性。
如图1所示,本发明实施例提供了一种配电网的可靠性分析方法,包括:
步骤101、获取第一时间段内的气象环境原始数据,在第一时间段内根据气象环境原始数据按照计算周期依次计算出配电网的m个动态热定值。
其中,m是大于0的整数。
具体的,在本发明实施例中的配电网的可靠性分析中需使用动态热定值,而动态热定值随着输电线路运行环境的改变而改变。为了计算出所需的动态热定值,需要先获取第一时间段内气象环境原始数据。由于相同地区的每年的气象环境相差较小,此气象环境原始数据可以是历年监测出的气象环境数据,包括:气温、风速、风向和太阳辐射等数据。
其中,第一时间段是预先设定的时间段,此时时间段指示出需要利用什么时间段内气象环境原始数据计算动态热定值。例如,第一时间段为一年,此时需要利用一年内的气象环境原始数据计算动态热定值。即为,需获取一年内的气象环境原始数据。
可靠性分析装置在获取了气象原始数据后,由于获取的为第一时间段内的气象原始数据,而第一时间段包含多个计算周期,因而可以将第一时间段内的气象原始数据按照计算周期计算出配电网对应的m个动态热定值。
需要说明的是,计算周期是根据实际需求预先设定的,可以将1小时的时间段作为计算周期,可以将一周的时间段作为计算周期,可以将一个月的时间段作为计算周期,还可以将一季度的时间段作为计算周期。即为,可以不同的时间尺度对应的时间段作为计算周期,进行配电网的输电线路的动态热定值的计算。此时,若第一时间段为一年,在计算周期为1小时的时间段时,需要计算出一年内8760小时的动态热定值。在计算周期为一周的时间段时,需要计算出一年内52个周的动态热定值。在计算周期为一个月的时间段时,需要计算出一年内12个月的动态热定值。在计算周期为一季度的时间段时,需要计算出一年内4个季度的动态热定值。
需要说明的是,在计算配电网的输电线路的动态热定值时,为了节约计算成本,可以仅计算配电网的部分输电线路的动态热定值,无需计算配电网的各个输电线路的动态热定值。当然,为了提高配电网的可靠性分析的准确性,也可以计算出配电网中各个输电线路的动态热定值。本发明对此不做限制。
这样一来,在对配电网的k个输电线路进行动态热定值的计算时,可以获取k个输电线路的第一时间段气象环境原始数据,分别根据k个输电线路的第一时间段气象环境原始数据,对k个输电线路中每个输电线路均按照计算周期依次计算出l个动态热定值。其中,k为大于0,不大于配电网中输电线路总数的整数,l为大于0的整数,此时,上述m=k*l。
进一步的,假设输电线路为均匀导体,在CIGRE标准中,忽略蒸发热损耗、电晕损耗等对热平衡方程影响的微小量,配电网的输电线路的热载流定值,即为动态热定值可通过如下热平衡微分方程确定:
其中:I为导体通过电流,即为配电网的输电线路的载流量,R(Tc)为导体温度为Tc时对应的导体电阻,I2R(Tc)为导体通过电流而产生的热量,Qs为导体因日照作用而产生的热量,Qc和Qr分别为导体对流和辐射散热量。
在一定的环境条件下,输电线路因日照作用而产生的热量,及导体的对流和辐射散热可以表示为:
其中,Ac为输电线路的对流散热系数,Ar为辐射散热系数;Es为太阳辐射功率密度;As为输电线路吸收率;T为输电线路所处的周围环境温度,D为输电线路直径。
需要说明的是,由于在计算当前计算周期的动态热定值时,需要考虑前一计算周期的动态热定值,因此,对于不同计算周期的动态热定值,其前一计算周期的动态热定值可以通过下述方法确定。具体如下:
对于计算周期为1小时的时间段的动态热定值,即为时间尺度为1小时时间段的动态热定值,以上一个时段即为上一计算周期的最大允许热载流和温度为初始值,按照上述(1)计算当前时段即为当前计算周期的热载流定值,即为动态热定值。
对于计算周期为一周的时间段的动态热定值,即为时间尺度为一周时间段的动态热定值,以小时的热载流定值为基准,取相应时间段95%置信区间对应的热载流定值作为其当前计算周期的热载流定值,即为当前计算周期的动态热定值。
对于计算周期为一月的时间段的动态热定值,即为时间尺度为一月时间段的动态热定值,考虑到苛刻气象条件有可能集中在某一个周,以小时为基准的95%置信区间对应的热载流定值与各周的热载流定值相比较,取较小者作为当前计算周期的热载流定值。同理,对于计算周期为一季度的时间段的动态热定值,即为时间尺度为一季度时间段的动态热定值时,以小时为基准的95%置信区间对应的热载流定值与各月的热载流定值相比较,取较小者作为当前计算周期的热载流定值。
示例性的,如图2所示,配电网的输电线路包含有3条主输电线路,分别为line(线路)1,line2,及line3。配电网中还包括有两条联络线路分别为line14及line15。假设第一时间段为一年,计算周期为1小时,此时可靠性分析装置可以获取到一年的气象环境原始数据。假设仅需计算出3条主输电线路line1,line2,及line3的动态热定值,则可以根据line1的一年内的气象环境原始数据根据公式(1)计算出8760小时的热载流定值。同理,分别计算出line2及line3对应的8760小时的热载流定值。
步骤102、判断在检测时间配电网的各个输电线路的工作状态是否发生变化。
具体的,可靠性分析装置需要周期性的检测配电网的各个输电线路是否发生变化。此时,可以以检测时间为一个检测周期,在检测时间内,可靠性分析装置可以根据预先获取的配电网的各个输电线路的工作状态序列,检测当前的检测时间内,配电网的各个输电线路的工作状态是否有改变。由于输电线路故障或是故障被修复后,输电线路的工作状态会发生变化,因此当输电线路的工作状态发生变化时,说明输电线路故障或是故障输电线路被修复。
需要说明的是,可靠性分析装置预先获取的配电网的各个输电线路的工作状态序列中指示出了配电网的各个输电线路的各个时刻的工作情况,即为输电线路在各个时刻是正常工作还是故障。
步骤103、如果发生至少一次变化,则按照配电网的输电线路的工作状态变化的时间顺序,针对每次配电网的输电线路的工作状态的变化,执行停电数据的更新步骤。
其中,停电数据的更新步骤包括:根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在m个动态热定值内确定出检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值;根据检测时间内配电网的各个输电线路的对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
具体的,可靠性分析装置在检测出在检测时间内配电网的输电线路的工作状态发生了至少一次变化时,即为在检测时间内配电网的至少一条输电线路的工作状态改变至少一次时,则说明配电网的至少一条配电线路发生故障或是故障的输电线路被修复,由于每次配电线路的工作状态的改变,会使负荷点的相关停电数据发生改变,因此在每次配电网的输电线路的工作状态改变时,可以执行下述停电数据的更新步骤,以更新各个负荷点的相关停电数据。
其中,停电数据的更新步骤包括:根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在m个动态热定值内确定出检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值。根据检测时间内配电网的各个输电线路的对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
即为,由于配电网中的全部或部分输电线路在上述步骤101中根据预设计算周期依次计算出了多个动态特定值。输电线路的每个动态热定值有其对应的计算周期。由于检测时间对应的计算周期仅一个,因此在检测时间内,每个输电线路对应的动态热定值即为热载流定值是同一个计算周期计算出的。由于在步骤101根据计算周期依次计算出了配电网内的全部或部分输电线路的多个动态特定值。此时,根据检测时间,可以确定出检测时间对应的计算周期,进而可以根据计算周期,查找出此计算周期计算出的配电网中全部或部分输电线路的动态热定值,即为热载流定值。如果查找出计算周期计算出了配电网中部分输电线路的动态热定值,则需要根据此部分输电线路的动态热定值,确定出配电网中其他输电线路的动态热定值,即为确定出检测时间内配电网中各个输电线路的动态热定值,即为确定出检测时间内配电网中各个输电线路的热载流定值。例如,若仅计算出配电网中各个主输电线路的动态热定值,则可以将主输电线路的动态热定值确定为此主输电线路对应的从输电线路的动态热定值,进而可以确定出检测时间内配电网的各个输电线路的热载流定值。
可靠性分析装置在确定出检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值后,可以根据检测时间内各个输电线路的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,确定各个输电线路当前的载流量是否超过动态热定值对应的最大允许载流量的限制。可靠性分析装置可以根据潮流计算的结果,对各个负荷点的相关停电数据进行更新。
需要说明的是,各个负荷点的相关停电数据包括各个负荷点的停电时间、停电量和停电损失费用。
进一步的,根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据包括:
根据潮流计算的结果,判断配电网是否切负荷;如果配电网无需切负荷,则根据检测时间内配电网的各个输电线路的工作状态,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
具体的,可靠性分析装置在对配电网的输电线路及负荷点进行潮流计算,得到潮流计算的结果后,由于上述步骤中确定出的输电线路的热载流定值就是此输电线路当前允许的载流量。因此,可以根据潮流结果获知配电网是否存在输电线路的载流量超过热载流定值,负荷点的电压超过最大电压值。如果配电网的各个输电线路及负荷点的潮流计算结果均正常,即为不存在输电线路的载流量超过热载流定值,负荷点的电压超过最大电压值的情况,则可以确定此配电网的负荷点无需切负荷,即为不改变当前配电网的负荷点。可靠性分析装置可以根据配电网中各个输电线路的工作状态,确定出每个负荷点的本次待累计相关停电数据,进而可以将各个负荷点的本次待累计相关停电数据分别累加至各自已累计的相关停电数据中,实现各个负荷点的相关停电数据的更新。
需要说明的是,可靠性分析装置可以预先获取各个输电线路的工作状态序列,进而可以在各个输电线路的工作状态序列,获知各个输电线路不同工作时间及故障时间。可靠性分析装置在确定各个负荷点的相关停电数据时,可以根据检测时间内配电网中各个输电线路的工作状态,确定出各个输电线路的工作时间及故障时间,进而可以确定出各个负荷点的工作时间及停电时间,由此可以根据各个负荷点的停电时间进行各个负荷点停电损失费用及停电量的计算,从而将确定出的各个负荷点的停电时间、停电损失费用及停电量分别累加至各个负荷点已累计的停电时间、停电损失费用及停电量,实现每个负荷点的停电时间、停电损失费用及停电量更新。
进一步的,如果配电网切负荷,则根据检测时间内配电网的各个输电线路的工作状态、检测时间内配电网的各个输电线路的对应的动态热定值、及预设切负荷约束条件,确定出配电网的待切负荷点及在检测时间内待切负荷点的停电数据信息,并根据在检测时间内待切负荷点的停电数据信息对配电网的待切负荷点进行停电处理;
根据配电网的待切负荷点及在检测时间内待切负荷点的停电数据信息,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
即为,可靠性分析装置在根据潮流计算结果确定出配电网中存在输电线路的载流量超过热载流定值,和/或负荷点的电压超过最大电压值的情况时,说明配电网的负荷量过大,需要进行切负荷。此时,可靠性分析装置需要在配电网的各个负荷点中确定出待切负荷点。可靠性分析装置可以根据检测时间内配电网的各个输电线路的工作状态、检测时间内配电网的各个输电线路的对应的动态热定值、及预设切负荷约束条件,利用下述方法来确定出待切负荷点。
可靠性分析装置建立目标函数:
其中,ρci和Pci分别为第i个负荷点的停电损失费用和负荷削减量;NL为负荷节点集合。
需要说明的是,在本发明实施例中,配电网中包含有负荷点及电源节点,将配电网中的负荷点及电源节点统称为节点,即为,配电网的节点包含负荷点及电源节点。
预设切负荷约束条件包括:
1)输电线路热载流量定值约束:流经第i个负荷点与第j个负荷点之间支路的有功功率、无功功率和电流分别为:
Pij=-YijViVjcos(δi-δj+θij)+YijVi 2cosθij
Qij=-YijViVjsin(δi-δj+θij)+YijVi 2sinθij
其中,Vi和δi为节点i的电压幅值和相角;Yij和θij是支路导纳幅值和相角;流经支路的电流需满足该支路的动态热定值约束,即为:
其中,为由式(1)所得该支路的动态热载流定值。
2)潮流平衡约束:系统中各节点的有功和无功潮流平衡方程为:
其中,PLi和QLi为第i个节点的有功负荷和无功负荷;PCi和QCi为第i个节点的有功负荷削减量和无功负荷削减量;PGi和QGi为第i个节点的发电机的有功出力和无功出力;QSi为第i个节点点的并联电容器所发无功功率;N为配电网的节点的集合,节点包括负荷点及电源节点;n为配电网的节点的个数。
3)电源有功和无功出力约束:
其中:和分别为第i个电源节点的有功出力上、下限和无功出力上、下限;NG为电源节点集合。
4)节点电压幅值约束:
Vi min≤Vi≤Vi max,(i∈N) (8);
其中:Vi max和Vi min为第i个节点的电压幅值上、下限。
5)削减负荷量约束:
0≤PCi≤PLi,(i∈NL) (9);
6)功率因数恒定约束:
PCiQLi-QCiPLi=0,(i∈NL) (10);
7)并联电容器出力约束:
其中,和为并联电容器无功出力上、下限。
需要说明的是,在本发明实施例中,各个节点的发电机的有功出力和无功出力上、下限,并联电容器无功出力上、下限,各个节点的电压幅值上、下限,各个节点的有功负荷和无功负荷均是预先设定的。
可靠性分析装置通过上述预设切负荷约束条件,实现目标函数最小,即可确定出待切负荷点,及待切负荷点的停电损失费用和负荷削减量,进而根据负荷削减量确定出待切负荷点的停电时间及停电电量,即为获取到待切负荷点的停电数据信息,根据待切负荷点的停电时间及停电电量,对待切负荷点进行停电处理。可靠性分析装置可以将待切负荷点的停电数据信息中记录的各个相关停电数据,累加至对应的已累计的待切负荷点的相关停电数据,实现更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
步骤104、根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数,并输出配电网的可靠性指标参数。
具体的,可靠性分析装置在更新完配电网的各个负荷点的相关停电数据后,可以利用配电网的各个负荷点的相关停电数据,进行配电网的可靠性指标参数的计算,进而输出配电网的可靠性指标参数。
进一步的,配电网的可靠性指标参数主要包括:系统平均停电频率(SAIFI),次数/a;系统平均停电时间(SAIDI),h/a;缺供电期望值(EENS),kWh;用户平均停电损失费用期望值(ECOST),元/a。其中,a=用户总数*年。
需要说明的是,可靠性分析装置在计算出配电网的可靠性指标参数后,可以将配电网的可靠性指标参数输出至用户设备,也可以输出至显示设备,以便用户获知配电网的可靠性指标参数,本发明对此不做限制。
这样一来,可靠性分析装置在进行配电网的可靠性分析时,在配电网的输电线路的工作状态发生至少一次变化时,可以确定出配电网的各个输电线路对应的动态热定值,进而利用配电网的各个输电线路对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据,根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数。可靠性分析装置在对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算时,是根据动态热定值,而动态热定值随着气象环境的变化而变化,从而可以通过动态热定值根据输电线路实际运行环境,准确的体现出输电线路的载流量的限制,提高配电网的可靠性分析结果。
如图3所示,本发明实施例提供了一种配电网的可靠性分析方法,包括:
步骤201、获取配电网的网络结构的信息,配电网中各个节点的最大负荷,时变负荷比例,建立配电网。
具体的,可靠性分析装置在对配电网进行可靠性分析时,需要先建立进行可靠性分析的配电网,此时,用户可以根据实际需求,进行配电网构建的相关信息的输入。可靠性分析装置可以接收用户输入的配电网的网络结构的信息,配电网中各个节点的最大负荷,时变负荷比例,进而生成配电网,并确定出配电网中的各个电源节点,每个电源节点为那些负荷点提供电源,及各个负荷点的负荷量,建立起配电网。
需要说明的是,由于可靠性分析装置对配电网的可靠性进行分析时,需要监测预设时间阈值内的配电网的各个输电线路的工作状态,因此在本步骤中,建立配电网时需确定出预设时间阈值的负荷点的负荷。
示例性的,可靠性分析装置建立的配电网为改进的IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers,电气和电子工程师协会)14节点配电网络。在此配电网中,参考图2所示,具有三条主馈线,计及两条联络线。正常状态下联络线路line14和line15断开,而在某些紧急状态下闭合以提高供电可靠性。该配电网的年度最大负荷为52.50MW,时变负荷按比例分配给各个负荷节点,用户类型分为居民用电、工业用电和商业用电,可以采用插值法确定与停电时间相对应的停电损失费用。设定架空输电线路型号为LGJ-300/50钢芯铝绞线,故障率为0.05次/a·km,平均修复时间为5h。线路最大长度为5.54km,限制输电线路载流量的主要因素是热载流的限制,而不是电压和稳定限制。
步骤202、根据配电网的各个输电线路的故障率和修复率,进行序贯蒙特卡罗模拟,获取预设时间阈值内各个输电线路的工作状态序列。
具体的,由于在现实生活中,配电网中的各个输电线路可能会发生故障,为了更为真实的模拟现实配电网,可靠性分析装置在建立了配单网后,可以接收用户根据实际需求输入配电网的各个输电线路的故障率和修复率,进而根据实配电网的各个输电线路的故障率和修复率,生成配电网各个输电线路的工作状态序列。而由于动态热定值在计算时,与前一时段的载流量及温度有关,因此在生成配电网各个输电线路的工作状态序列时,需要使用能够按时间序列来模拟配电网各个输电线路的工作状态序列的序贯蒙特卡罗模拟方法,此时,可靠性分析装置根据实配电网的各个输电线路的故障率和修复率,进行序贯蒙特卡罗模拟,获取预设时间阈值内各个输电线路的工作状态序列。
进一步的,在本发明实施例中,配电网的输电线路采用两状态模型,输电线路的故障率和修复率为常数,故障时间和修复时间服从指数分布,在(0~1)之间按均匀分布抽取2个随机数n1和n2,通过下述公式(12)计算输电线路的工作时间TTTF和故障时间TTTR。
假设配电网中有a条输电线路,某时刻t的配电网的系统工作状态为x,各输电线路的工作状态为xi,则:x=(x1,x2,…,xi,…,xa),i=1,2,…a(13);
其中xi取值为1代表输电线路正常运行,取值为0代表输电线路故障。例如,有两条输电线路x1和x2,通过上述公式(12)计算出输电线路x1和x2的工作时间及故障时间,进而可以通过输电线路x1和x2的工作时间及故障时间,确定出配电网的系统工作状态,如图4所示。
这样一来,根据实配电网的各个输电线路的故障率和修复率,利用上述公式(12)进行序贯蒙特卡罗模拟,形成输电线路工作状态序列,根据各个输电线路工作状态导出系统工作状态序列。
需要说明的是,预设时间阈值是用户根据实际需求预先设置的,需要对配电网进行可靠性分析的时间,可以是一年,两年,或是其他时间,本发明对此不做限制。
如上例所述,可靠性分析装置根据每条输电线路的故障率及修复率,采用序贯蒙特卡罗模拟,形成上述配电网中各个输电线路的工作状态序列。
步骤203、获取第一时间段内的气象环境原始数据,在第一时间段内根据气象环境原始数据按照计算周期依次计算出配电网的m个动态热定值。
具体的,可参考步骤101,在此不再赘述。
如上例所述,假设第一时间段为一年,计算周期为1小时,此时可靠性分析装置可以获取到2014年1月1日到2014年12月31日全年度以小时为分辨率的气温、风速、风向和太阳辐射等气象数据。假设仅需计算出配电网中3条主输电线路line1,line2,及line3的热载流定值,则可以根据line1的一年内的气象环境原始数据根据公式(1)计算出8760小时的热载流定值。同理,分别计算出line2及line3对应的8760小时的动态热定值。
步骤204、判断在检测时间配电网的各个输电线路的工作状态是否发生变化。
具体的,可参考步骤102,在此不再赘述。
如上所述,如上例所述,可靠性分析装置可以以1小时为一个检测周期,逐小时的对配电网的各个输电线路的工作状态进行检测,检测在每个小时内,配电网的输电线路的工作状态是否发生了改变。可靠性分析装置预先获取了配电网中各个输电线路的工作状态序列,即为各个输电线路每时刻是否正常工作。假设,在12月16日下午13:00时,line2发生故障,则在检测时间13时,可靠性分析装置可以根据line2的工作状态序列,检测出line2的工作状态发生改变。
需要说明的是,在步骤204中判断结果分为两种情况,一种是配电网的各个输电线路的工作状态发送至少一次变化,另一种是配电网的各个输电线路的工作状态未发生变化。根据判断结果的不同,下面执行的步骤也不同。在配电网的各个输电线路的工作状态发送至少一次变化时,执行步骤205a,在配电网的各个输电线路的工作状态未发生变化时,执行步骤205b。
步骤205a、如果发生至少一次变化,则按照配电网的输电线路的工作状态变化的时间顺序,针对每次配电网的输电线路的工作状态的变化,执行停电数据的更新步骤。
其中,如图5所示,停电数据的更新步骤包括:
步骤a、根据工作状态改变的输电线路,判断是否调整配电网的输电线路。
具体的,可靠性分析装置在检测时间内检测出配电网的配电线路的工作状态发生至少一次改变时,说明输电线路故障或是故障的配电线路被修复。可靠性分析装置可以根据输电线路的工作状态序列,确定出工作状态改变的输电线路是故障还是已被修复。若工作状态改变的输电线路是因被修复而发生改变,则需要调整配电网的输电线路,并将其调整至故障前的网络状态,并继续执行步骤g。
如果工作状态改变的输电线路是因故障而发生改变,则需要可以确定出由发生故障的输电线路供电的负荷点,即为确定出第一负荷点,并根据第一负荷点,在预设供电恢复路径中,查找是否有对应的备选供电恢复路径,若有,则可判断出需要调整配电网的输电线路,若没有,则可以判断出无需调整配电网的输电线路。
需要说明的是,如果输电线路因故障而发生工作状态改变,判断出需要调整配电网络的输电线路,则执行步骤b,如果判断出不需要调整配电网络的输电线路,则执行步骤g。
如上例所述,在配电网中line2发生故障后,则可以确定出由line2供电的负荷点为负荷点3,负荷点8~11,此时可以确定出第一负荷点为负荷点3,负荷点8~11。此时可以在预设供电恢复路径中查找负荷点3,负荷点8~11对应的备选供电恢复路径,则可以查找到通过联络线1ine14,可以由line3为负荷点3,负荷点8~11供电,此时将line3作为备选恢复路径,这样一来,可靠性分析装置可以确定出配电网需要调整输电线路。
步骤b、如果调整配电网的输电线路,则确定出至少一个第一负荷点,并在预设备选供电恢复路径中选取出第一负荷点对应的至少一个备选供电恢复路径。
其中,至少一个第一负荷点是由故障的输电线路供电的负荷点。
具体的,由于配电线路故障而需要调整配电网的输电线路时,需要先确定出受故障的输电线路影响的负荷点,即为确定出由故障的输电线路供电的负荷点,也就是说,确定出至少一个第一负荷点。在确定出至少一个第一负荷点后,可以在预设备选供电恢复线路中,选取出能够为上述至少一个第一负荷点供电的所有备选供电恢复路径,得到第一负荷点对应的至少一条备选供电恢复路径。
如上例所述,可靠性分析装置将由line2供电的负荷点3,负荷点8~11确定为第一负荷点,并在预设备选供电恢复路径中,选取出全部可以为荷点3,负荷点8~11供电的备选供电恢复路径,即为路径line3-line11-line14-line10,及路径line1-line4-line6-line15-line13-line12-line11-line14-line10。
步骤c、计算至少一个备选供电恢复路径的最大可转移负荷、网损最小指标。
具体的,可靠性分析装置在选取出多个第一负荷点对应的至少一个备选供电恢复路径后,可以根据备选供电恢复线路的负荷点及传输距离,计算出每个备选供电恢复路径的最大可转移负荷、网损最小指标。
如上例所述,可靠性分析装置在选取出全部可以为荷点3,负荷点8~11供电的备选供电恢复路径,即为路径1:line3-line11-line14-line10,及路径2:line1-line4-line6-line15-line13-line12-line11-line14-line10后,可以分别计算路径1及路径2的最大可转移负荷、网损最小指标。
步骤d、按照网损最小指标从小到大的顺序,在至少一个备选供电恢复路径中选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径。
具体的,可靠性分析装置在分别计算出第一负荷点对应的至少一条备选供电恢复路径的网损最小指标后,可以将各个备选供电恢复路径的网损最小指标按照从小到大的顺寻对各个备选供电恢复路径进行排序。并在排序的至少一个备选供电恢复路径中,选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径。
如上例所述,可靠性分析装置在计算出路径1的最大可转移负荷、网损最小指标,路径2的最大可转移负荷、网损最小指标后,可以将路径1及路径2按照网损最小指标从小到大的顺序进行排序。假设路径1的网损最小指标小于路径2的网损最小指标,此时,可靠性分析装置在将路径1及路径2排序后,选取网损最小指标最小,且状态为未使用的供电恢复路径作为当前使用的供电恢复路径,即为选取出路径1为当前使用的供电恢复路径。
步骤e、判断选取的网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷是否大于至少一个第一负荷点的总负荷;如果选取的网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷大于至少一个第一负荷点的总负荷,则执行步骤f。否则,将网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的状态更新为已使用,并重新执行步骤d;
具体的,可靠性分析装置在选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径后,即为选取出当前使用的供电恢复路径后,需计算出所有第一负荷点的总负荷,并将当前使用的供电恢复路径的最大可转移负荷与所有第一负荷点的总负荷进行比较,判断当前使用的供电恢复路径的最大可转移负荷是否大于所有第一负荷点的总负荷。如果当前使用的供电恢复路径的最大可转移负荷不大于所有第一负荷点的总负荷,由于当前使用的供电恢复路径的最大可转移负荷不大于所有第一负荷点的总负荷时,说明当前使用的供电恢复路径能够传输的负荷不能满足上述至少一个第一负荷点,通过此当前使用的供电恢复路径无法为所有的第一负荷点供电。因此,将当前使用的供电恢复路径的状态修改为已使用,并重新执行步骤d,重新选取备选供电恢复路径,作为当前使用的供电恢复路径。
如果当前使用的供电恢复路径的最大可转移负荷大于所有第一负荷点的总负荷,则说明选取的当前使用的供电恢复路径能为所有的第一负荷点供电,此时无需重新选取备选供电恢复路径,继续执行步骤f。
需要说明的是,如果第一负荷点对应的所有备选供电恢复路径的最大可转移负荷均不大于至少一个第一负荷点的总负荷,则可以在所有备选供电恢复路径中选取最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径,并根据此最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径,调整配电网的输电线路,并确定出配电网需要进行切负荷,执行下述切负荷步骤k-l。
如上例所述,可靠性分析装置将路径1选取为当前使用的供电恢复路径后,计算出负荷点3及负荷点8~11间的总负荷,并将路径1的最大可转移负荷与负荷点3及负荷点8~11间的总负荷进行比较,此时,路径1的最大可转移负荷大于负荷点3及负荷点8~11间的总负荷,则可以继续执行下述步骤f。
步骤f、根据选取的网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径,调整配电网的输电线路。
具体的,可靠性分析装置在选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径后,即为确定出选取的网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷大于至少一个第一负荷点的总负荷后,可以将选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径替换故障的输电线路,调整配电网的输电线路。
如上例所述,可靠性分析装置选取出路径1并确定出路径1的最大可转移负荷大于负荷点3,负荷点8~11的总负荷后,可以通过路径1替换故障的line2,通过路径1为荷点3,负荷点8~11供电,调整配电网的输电线路。
步骤g、根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在m个动态热定值内确定出检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值。
具体的,在配电网的输电线路未调整时,可靠性分析装置可以直接根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在m个动态热定值内确定出检测时间内配电网的各个输电线路的动态热定值。
在调整了配电网的输电线路时,可靠性分析装置可以直接根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在m个动态热定值内确定出检测时间内配电网调整后的各个输电线路的动态热定值。
进一步的,可靠性分析装置确定各个输电线路的动态热定值的具体过程可参考步骤103,在此不再赘述。
如上例所述,可靠性分析装置在调整完配电网的输电线路后,可以根据检测时间12月16日下午13时,分别针对line1及line3,在计算出的8760个小时的动态热定值对应的计算周期,查找出检测时间12月16日下午13时对应的计算周期,即为计算周期为12月16日下午13时,进而可以查找出此计算周期对应的动态热定值。即为,查找出12月16日下午13时,line1对应的动态热定值,及line3对应的动态热定值。在配电网中,在12月16日下午13时内将line1的供电的输电线路的动态热定值确定为line1的12月16日下午13时的动态热定值,将line3的供电的输电线路的动态热定值确定为line3的12月16日下午13时的动态热定值。即为,将配电网中line4,line5,line6的12月16日下午13时的动态热定值确定为line1的12月16日下午13时的动态热定值。将配电网的line12,line13,line11,line10,line7,line8,line9,line14的12月16日下午13时的动态热定值确定为line3的12月16日下午13时的动态热定值。
步骤h、根据检测时间内配电网的各个输电线路的对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算。
具体的,可参考步骤103,在此不再赘述。
如上例所述,可靠性分析装置在确定出配电网的各个输电线路的动态热定值后,可以根据各个输电线路的动态热定值,及各个负荷点的电压上限值及电压下限值,对配电网中的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,检测配电网的各个输电线路中的载流量是否超过各自的动态热定值对应的热载流定值。检测配电网的各个负荷点的电压是否越界,即为是否超过其各自的电压上限值,是否低于其各自的电压下限值。
步骤i、根据潮流计算的结果,判断配电网是否切负荷。
具体的,如果配电网未调整输电线路,则本步骤可参考步骤103中的根据潮流计算的结果,判断配电网是否切负荷,在此不再赘述。
如果配电网调整了输电线路,则可以通过下述步骤来根据潮流计算的结果,判断配电网是否切负荷,具体如下:
如果潮流计算的结果指示调整后的配电网存在负荷点的电压越界和/或至少一条输电线路载流量过载,则将选取的网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的状态更新为已使用,并重新执行步骤d。
如果潮流计算的结果指示调整后的配电网不存在负荷点的电压越界,及至少一条输电线路载流量过载,则判断配电网不进行切负荷。
进一步的,如果至少一个备选供电恢复路径的状态均为已使用,则在至少一个备选供电恢复路径中选取出最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径;根据最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径,调整配电网的输电线路。根据包含了最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径的配电网的潮流计算结果,判断包含了最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径的配电网进行切负荷。
即为,在配电网的潮流计算结果指示出配电网存在负荷点的电压越界和/或至少一条输电线路载流量过载,则可以确定上述步骤d中确定的备选供电恢复路径不适合,此时,可以重新选择其他备选供电恢复路径,即为重新执行步骤d。
如果至少一个备选供电恢复路径的状态均为已使用,则说明至少一个备选供电恢复路径均作为配电网中替换故障的输电线路的线路,进行了潮流计算,且潮流计算的结果均指示出配电网存在负荷点的电压越界和/或至少一条输电线路载流量过载,此时,说明至少一个备选供电恢复路径不能直接作为配电网的输电线路。可靠性分析装置可以在上述至少一个备选供电恢复路径中选取最大可转移负荷的最大值对应的备选供电恢复路径作为配电网替换故障的输电线路的线路,由于此调整了输电线路的配电网的潮流计算结果仍然存在配电网存在负荷点的电压越界和/或至少一条输电线路载流量过载的情况,因此可以确定出调整后的配电网需要进行切负荷。
或者,如果潮流计算的结果指示调整后的配电网不存在负荷点的电压越界,及至少一条输电线路载流量过载,则说明调整了输电线路的配电网运行正常,可以判断配电网不进行切负荷。
如上例所述,可靠性分析装置对调整了输电线路的配电网进行潮流计算后,其潮流计算的结果显示调整后的配电网不存在负荷点的电压越界,及至少一条输电线路载流量过载,则说明调整了输电线路的配电网运行正常,可以判断配电网不进行切负荷。
需要说明的是,根据上述判断结果不同,下面执行的步骤也不同。在判断出无需进行切负荷时,可执行步骤j。在判断出需仅切负荷时,可执行步骤k-l。
步骤j、如果配电网无需切负荷,则根据检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
具体的,可参考步骤103,在此不再赘述。
如上例所述,可靠性分析装置在确定出无需对配电网进行切负荷时,可以根据配电网中各个输电线路即为line1~line14的工作状态,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。在本例中,由于负荷点3,负荷点8~11通过路径1进行供电,因此没有负荷点进行停电,因此此次配电网的各个负荷点的相关停电数据不改变,即为每个参数均累加0。
步骤k、如果配电网切负荷,则根据检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态、检测时间内所述配电网的各个输电线路的对应的动态热定值、及预设切负荷约束条件,确定出配电网的待切负荷点及在检测时间内待切负荷点的停电数据信息,并根据在检测时间内待切负荷点的停电数据信息对所述配电网的待切负荷点进行停电处理。
具体的,可参考步骤103,在此不再赘述。
步骤l、根据配电网的待切负荷点及在检测时间内待切负荷点的停电数据信息,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
具体的,可参考步骤103,在此不再赘述。
步骤205b、如果未发生变化,则根据检测时间内配电网的各个输电线路的工作状态,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
具体的,可靠性分析装置在检测时间内检测出配电网的各个输电线路的工作状态均未发生改变,则说明输电线路与上一检测时间的输电线路的工作状态相同,此时,可以根据配电网的各个输电线路的工作状态,确定出负荷点的相关停电数据的累加量,进而根据此负荷点的相关停电数据的累加量,累加至已记录的各个负荷点的相关停电数据,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据。
步骤206、根据检测时间更新检测累计时间,判断检测累计时间是否达到预设时间阈值。
具体的,可靠性分析装置在进行配电网的可靠性分析时,需要检测一段时间的配电网的输电线路的状态。此时,用户可以根据实际需求,预先设定需要检测的配电网的输电线路的状态的时间段,即为时间阈值。此时,通过上述步骤在当前的检测时间内更新完配电网的各个负荷点的相关停电数据后,可以根据当前的检测时间,更新检测累计时间,即为,将当前的检测时间累加至检测累计时间中,并将更新后的检测累计时间与预设时间阈值进行比较,确定更新后的检测累计时间是否达到预设时间阈值。
需要说明的是,根据判断的结果不同,下面执行的步骤不同。在判断出更新后的检测累计时间未达到预设时间阈值,则执行步骤207a,在判断出更新后的检测累计时间达到预设时间阈值,则执行步骤207b。
步骤207a、如果更新后的检测累计时间未达到预设时间阈值时,则更新检测时间,并重新执行判断在检测时间配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化。
具体的,可靠性分析装置在判断出更新后的检测累计时间未达到预设时间阈值时,说明需要继续监测配电网的各个输电线路的工作状态,此时,将检测时间更新至下一个时间段,并重新执行步骤204。
步骤207b、如果更新后的检测累计时间达到预设时间阈值,则根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数,并输出配电网的可靠性指标参数。
具体的,可靠性分析装置在判断出更新后的检测累计时间达到预设时间阈值时,说明已经获取的配电网的各个负荷点的相关停电数据已经比较准确全面,此时可以根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数,并输出配电网的可靠性指标参数。
其中,可靠性分析装置根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数,并输出配电网的可靠性指标参数可参考步骤104,在此不再赘述。
这样一来,可靠性分析装置在进行配电网的可靠性分析时,在配电网的输电线路的工作状态发生至少一次变化时,可以确定出配电网的各个输电线路对应的动态热定值,进而利用配电网的各个输电线路对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据,根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数。可靠性分析装置在对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算时,是根据动态热定值,而动态热定值随着气象环境的变化而变化,从而可以通过动态热定值根据输电线路实际运行环境,准确的体现出输电线路的载流量的限制,提高配电网的可靠性分析结果。
以上为本发明实施例提供的显示字体大小调整方法的方法实施例,以上实施例之间为相互递进的关系,部分相关或相同的内容并未详细阐述,可以相互之间参看,在此不再详细阐述。
参见图6所示,为本发明实施例提供的一种配电网的可靠性分析装置的结构示意图。如图6所示,该装置600可包括:至少一个处理器(processor)601、内存(memory)602、外围设备接口(peripheral interface)603、输入/输出子系统(I/O subsystem)604、电力线路1005和通信线路606。
在图5中,箭头表示能进行可靠性分析系统的构成要素间的通信和数据传送,且其可利用高速串行总线(high-speed serial bus)、并行总线(parallel bus)、存储区域网络(SAN,Storage Area Network)和/或其他适当的通信技术而实现。
内存602可包括操作系统612和配电网的可靠性分析例程622。例如,内存602可包括高速随机存取存储器(high-speed random access memory)、磁盘、静态随机存取存储器(SPAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、只读存储器(ROM)、闪存或非挥发性内存。内存602可存储用于操作系统612和配电网的可靠性分析例程622的程序编码,也就是说可包括配电网的可靠性分析装置600的动作所需的软件模块、指令集架构或其之外的多种数据。此时,处理器601或外围设备接口606等其他控制器与内存602的存取可通过处理器601进行控制。
外围设备接口603可将配电网的可靠性分析装置600的输入和/或输出外围设备与处理器601和内存602相结合。并且,输入/输出子系统604可将多种输入/输出外围设备与外围设备接口606相结合。例如,输入/输出子系统604可包括显示器、键盘、鼠标、打印机或根据需要用于将照相机、各种传感器等外围设备与外围设备接口603相结合的控制器。具体的,在输入/输出子系统604中包括用于将图像显示电路与外围设备接口603相结合的控制器。
电力线路605可向终端设备的电路元件的全部或部分供给电力。例如,电力线路605可包括如电力管理系统、电池或交流(AC)之一个以上的电源、充电系统、电源故障检测电路(power failure detection circuit)、电力变换器或逆变器、电力状态标记符或用于电力生成、管理、分配的任意其他电路元件。
通信线路606可利用至少一个接口与其他主机进行通信。
处理器601通过施行存储在内存602中的软件模块或指令集架构可执行配电网的可靠性分析装置600的多种功能且处理数据。也就是说,处理器601通过执行基本的算术、逻辑以及计算机系统的输入/输出演算,可构成为处理计算机程序的命令。
处理器601构成为用于执行上述实施例中的显示字体大小调整的方法。
图6的实施例仅是显示器的配电网的可靠性分析装置600的一个示例,配电网的可靠性分析装置600可具有如下结构或配置:省略图6所示的部分电路元件,或进一步具备图6中未图示之追加的电路元件,或结合两个以上的电路元件。可包含在配电网的可靠性分析装置600中的电路元件可由包括一个以上的信号处理或应用程序所特殊化的集成电路的硬件、软件或硬件和软件两者的组合而实现。
当上述构成的配电网的可靠性分析装置600在进行配电网的可靠性分析时,在配电网的输电线路的工作状态发生至少一次变化时,可以确定出配电网的各个输电线路对应的动态热定值,进而利用配电网的各个输电线路对应的动态热定值,对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据潮流计算的结果,更新配电网的各个负荷点的相关停电数据,根据配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取配电网的可靠性指标参数。可靠性分析装置在对配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算时,是根据动态热定值,而动态热定值随着气象环境的变化而变化,从而可以通过动态热定值根据输电线路实际运行环境,准确的体现出输电线路的载流量的限制,提高配电网的可靠性分析结果。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种配电网的可靠性分析方法,其特征在于,包括:
获取第一时间段内的气象环境原始数据,在所述第一时间段内根据所述气象环境原始数据按照计算周期依次计算出配电网的m个动态热定值,所述m是大于0的整数;
判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发生变化;
如果发生至少一次变化,则按照所述配电网的输电线路的工作状态变化的时间顺序,针对每次所述配电网的输电线路的工作状态的变化,执行停电数据的更新步骤;其中,所述停电数据的更新步骤包括:根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的动态热定值;根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的对应的动态热定值,对所述配电网的各个输电线路及负荷点进行潮流计算,并根据所述潮流计算的结果,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据;
根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述潮流计算的结果,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据包括:
根据所述潮流计算的结果,判断所述配电网是否切负荷;
如果所述配电网无需切负荷,则根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
如果所述配电网切负荷,则根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态、所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的对应的动态热定值、及预设切负荷约束条件,确定出所述配电网的待切负荷点及在检测时间内所述待切负荷点的停电数据信息,并根据在检测时间内所述待切负荷点的停电数据信息对所述配电网的待切负荷点进行停电处理;
根据所述配电网的待切负荷点及在检测时间内所述待切负荷点的停电数据信息,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的动态热定值之前,还包括:
步骤a:如果输电线路因故障而发生工作状态改变,则根据工作状态改变的输电线路,判断是否调整所述配电网的输电线路;
步骤b:如果调整所述配电网的输电线路,则确定出至少一个第一负荷点,并在预设备选供电恢复路径中选取出所述第一负荷点对应的至少一个备选供电恢复路径;所述至少一个第一负荷点是由所述故障的输电线路供电的负荷点;
步骤c:计算所述至少一个备选供电恢复路径的最大可转移负荷、网损最小指标;
步骤d:按照所述网损最小指标从小到大的顺序,在所述至少一个备选供电恢复路径中选取出网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径;
步骤e:判断选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷是否大于所述至少一个第一负荷点的总负荷;如果选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的最大可转移负荷大于所述至少一个第一负荷点的总负荷,则执行步骤f;否则,将所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的状态更新为已使用,并重新执行步骤d;
步骤f:根据所选选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径,调整所述配电网的输电线路;
所述根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的动态热定值包括:
如果调整所述配电网的输电线路,则根据检测时间及m个动态热定值对应的计算周期,在所述m个动态热定值内确定出所述检测时间内所述配电网调整后的各个输电线路的动态热定值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述潮流计算的结果,判断所述配电网是否切负荷包括:
如果所述潮流计算的结果指示调整后的所述配电网存在负荷点的电压越界和/或至少一条输电线路载流量过载,则将所述选取的所述网损最小指标最小,且状态为未使用的备选供电恢复路径的状态更新为已使用,并重新执行步骤d;
如果所述潮流计算的结果指示调整后的所述配电网不存在负荷点的电压越界,及至少一条输电线路载流量过载,则判断所述配电网不进行切负荷。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括:
如果所述至少一个备选供电恢复路径的状态均为已使用,则在所述至少一个备选供电恢复路径中选取出最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径;根据所述最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径,调整配电网的输电线路;
根据包含了最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径的配电网的潮流计算结果,判断所述包含了最大可转移负荷最大的备选供电恢复路径的配电网进行切负荷。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数之前,还包括:
根据所述检测时间更新检测累计时间,判断更新后的检测累计时间是否达到预设时间阈值;
如果所述更新后的检测累计时间未达到预设时间阈值时,则更新所述检测时间,并重新执行所述判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化;
所述根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数包括:
如果所述更新后的检测累计时间达到预设时间阈值,则根据所述配电网的各个负荷点的相关停电数据,获取所述配电网的可靠性指标参数,并输出所述配电网的可靠性指标参数。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化之前,还包括:
根据配电网的各个输电线路的故障率和修复率,进行序贯蒙特卡罗模拟,获取预设时间阈值内各个输电线路的工作状态序列;
所述判断在检测时间所述配电网的各个输电线路的工作状态是否发送变化包括:
根据所述预设时间阈值内各个输电线路的工作状态序列,确定出所述检测时间对应的各个输电线路的工作状态序列;
根据所述检测时间对应的各个输电线路的工作状态序列,判断各个输电线路的工作状态是否发生变化。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
如果未发生变化,则根据所述检测时间内所述配电网的各个输电线路的工作状态,更新所述配电网的各个负荷点的相关停电数据。
10.一种配电网的可靠性分析装置,其特征在于,包括:处理器、存储器和通信接口,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通信总线相连;
所述通信接口,用于接收和发送信号;
所述存储器,用于存储程序代码;
所述处理器,用于读取所述存储器中存储的程序代码,并执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170426 |