CN107134774A - 含分布式电源的配电网可靠性分析方法和系统 - Google Patents

含分布式电源的配电网可靠性分析方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含分布式电源的配电网可靠性分析方法和系统，获取配电网设备和配电网网络的原始数据；根据原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态；当配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据原始数据确定故障发生地点，并根据故障发生地点将配电网网络划分为多类子系统；根据原始数据计算各多类子系统的可靠性指标；根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出。基于配电网的运行状态和判定的故障发生地点，将配电网分为不同类型的负荷，即划分为多类子系统，进行分类可靠性指标求解，再根据分类可靠性指标计算配电网的可靠性指标，简化了可靠性评估过程的复杂性，提高了分析效率。

Description

含分布式电源的配电网可靠性分析方法和系统
技术领域
本发明涉及电力系统可靠性分析领域，特别是涉及一种含分布式电源的配电网可靠性分析方法和系统。
背景技术
分布式发电供能系统凭借其发电方式灵活、环境友好、有助于提高用户供电可靠性和电能质量等优点，越来越多地被接入配电系统，这些改变使配电系统从简单的无源网络变成了复杂有源网络，影响了配电系统的结构和运行，同时也改变了原有的配电系统可靠性评估的理论与方法。对于含有分布式电源的配电网，其复杂性主要体现为：(1)配电网潮流方向由单一性变为双向性，系统运行状态的不确定性大大增加；(2)一次能源形式多样的分布式电源功率输出具有波动性与间歇性；(3)并网运行方式与孤岛运行方式的切换问题等等。
当配电网中含有多点、高密度分布式电源情况，如何对配电网的可靠性进行分析和评价，是配电网规划和运行中必须考虑的问题，随着配电系统结构和运行越来越复杂，配电系统可靠性评估也变得复杂，需要提供一种分析效率高配电系统可靠性评估方法。
发明内容
基于此，有必要针对上述的问题，提供一种分析效率高的含分布式电源的配电网可靠性分析方法和系统。
一种含分布式电源的配电网可靠性分析方法，包括以下步骤：
获取配电网设备和配电网网络的原始数据；
根据所述原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态；
当所述配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据所述原始数据确定故障发生地点，并根据所述故障发生地点将所述配电网网络划分为多类子系统；
根据所述原始数据计算各所述多类子系统的可靠性指标；
根据所述多类子系统的可靠性指标计算得到所述配电网的可靠性指标并输出。
一种含分布式电源的配电网可靠性分析系统，包括：
原始数据获取模块，用于获取配电网设备和配电网网络的原始数据；
运行状态确定模块，用于根据所述原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态；
子系统划分模块，用于当所述配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据所述原始数据确定故障发生地点，并根据所述故障发生地点将所述配电网网络划分为多类子系统；
子系统可靠性指标计算模块，用于根据所述原始数据计算各所述多类子系统的可靠性指标；
配电网可靠性指标计算模块，用于根据所述多类子系统的可靠性指标计算得到所述配电网的可靠性指标并输出。
上述配电网可靠性分析方法和系统，基于配电网的运行状态和判定的故障发生地点，将配电网分为不同类型的系统，即划分为多类子系统，进行分类可靠性指标求解，再根据分类可靠性指标计算配电网的可靠性指标，简化了可靠性评估过程的复杂性，提高了分析效率。
附图说明
图1为一实施例中含分布式电源的配电网可靠性分析方法流程图；
图2为一实施例中根据原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态的流程示意图；
图3为一实施例中根据目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态的流程示意图；
图4为一实施例中根据原始数据确定故障发生地点，并根据故障发生地点将所述配电网网络划分为多类子系统的流程示意图；
图5为一实施例中顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将除第一类子系统外的配电网划分为其它类子系统的流程示意图；
图6为一实施例中采用的配电网网架结构图；
图7为另一实施例中含分布式电源的配电网可靠性分析方法流程图；
图8为一实施例中含分布式电源的配电网可靠性分析系统结构图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，一种含分布式电源的配电网可靠性分析方法，包括以下步骤：
步骤S110：获取配电网设备和配电网网络的原始数据。
具体地，原始数据包括配电网设备和网络的参数和运行情况。配电网原始数据信息的来源，包括但不限于从运行调度系统、MIS系统获得电网参数和结构，设备属性参数等，从SCADA及AMI系统中获取变电站功率、线路运行情况、从GIS系统获得电网地理接线图等。
步骤S120：根据原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态。在本实施例中，如图2所示，步骤S120包括步骤S122至步骤S126。
步骤S122：根据原始数据利用枚举算法对配电网设备进行处理，得到目标设备集合。
具体地，根据原始数据可通过枚举算法获得配电网典型的接线方式和负荷情况，包括但不限于正常重负荷运行方式、正常轻负荷运行方式，目标设备(即重要设备)检修运行方式等。目标设备可包括线路、变压器和断路器等。
步骤S124：根据预设状态模型确定目标设备集合中的设备的运行状态。
具体地，将目标设备集合中的设备参数带入到预设状态模型中，可得到目标设备集合中的设备的运行状态。
步骤S126：根据目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。在本实施例中，如图3所示，步骤S126包括步骤S1261至步骤S1265。
步骤S1261：获取蒙特卡洛仿真时段长度。
步骤S1262：根据预设配电网可靠性分析周期和蒙特卡洛仿真时段长度计算得到总抽样次数。
具体地，配电网可靠性分析的周期长度T由可靠性的分析需求来确定，时长不受限制，通常情况下可以为一天/周/月，抽样次数K的确定，与基于周期时长和典型运行状态情况相关，若每次蒙特卡洛仿真时段长度t，实施中可以参照分布式电源和负荷获取时长(典型情况取15min或1h)，取抽样次数K＝T/t。
步骤S1263：对目标设备集合中的设备的运行状态进行抽样，并根据抽样得到的目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
具体地，对于包含m个目标设备的配电网系统，则有x＝(s1,s2,…,si,…sm)。在仅考虑重要设备发生故障的情况下，配电网系统运行状态x取决于配电网系统重要设备的状态组合，只要确定配电网中重要设备的状态si，系统状态x也就相应确定。
配电网中所有设备包含工作和故障两种状态，且设备失效是相互独立的。令si表示设备i基于概率的运行状态，1表示设备正常运行，0表示设备发生故障。si求取方法如以下公式，产生一个服从[0,1]均匀分布的随机数据Ri，使得：
其中，Qi表示重要设备的故障或失效概率，实施中可以包括所有外界自然因素、人为因素或设备自身因素等导致设备发生故障的概率，数值可由历史统计获得。
若元件有三种及以上状态时，可采用轮盘赌选择法对其进行状态抽样。假设设备i有N种状态，其概率分别为[Q1 Q2 … Qn]，令si,m表示设备i处于状态m的运行，1表示设备处于该状态，0表示设备不处于该状态，产生一个服从[0,1]均匀分布的随机数据Ri，则设备i处于状态m时，有：
步骤S1264：当配电网的系统运行状态不存在设备故障或失效且抽样次数小于总抽样次数时，进行抽样次数的迭代，并返回对目标设备集合中的设备的运行状态进行抽样，并根据抽样得到的目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态的步骤。
具体地，检验并判断配电网运行状态x，如系统中未包含设备发生故障或失效，则令第k次抽样的可靠性指标SIFIk＝0，LOEEk＝0，LOLEk＝0，并令k＝k+1实施例中，可靠性指标SIFIk、LOEEk、LOLEk分别表示第k次抽样的停电频率指标、电量不足期望和缺电时间期望。
当配电系统状态被确定后，即可对该状态进行检验并判断是否发生故障。如果确定为发生故障，则需将该状态纳入到可靠性指标计算中。在本实施例中，故障发生类型包括但不限于，三相短路故障、单相短路故障、两相短路故障和两相接地短路故障等；配电网故障类型包括瞬时性故障和永久性故障两类，保护控制包括故障后重合闸、网络重构以及备自投等，通常短路瞬时性故障发生后，快速使故障相断路器合闸，恢复故障相供电，对于故障停电时间等指标影响较小。为加快求解速度，在本实施过程中仅考虑永久性故障，瞬时性故障可以采用相同方法处理。
衡量电力系统的供电可靠性，主要依据负荷的停电次数、停电时间，以及停电范围等。
具体地，在实施过程中，可采用停电频率指标(System Interruption FrequencyIndex,SIFI)，电量不足期望(Loss of Energy Expectation,LOEE)和缺电时间期望(Lossof Load Expectation,LOLE)描述。停电频率SIFI指标单位为次，电量不足期望LOEE和缺电时间期望LOLE的单位分别是“MWh(kWh)/期间”和“h/期间”，分别表示发电系统在评估期间内发生停电事故的次数、总发电容量小于总负荷的总时间期望和总发电容量不足的总电量期望。
其他常用的统计指标，如平均停电频率指标(System Average InterruptionFrequency Index,SAIFI)和系统平均停电持续时间指标(System Average InterruptionDuration Index,SAIDI)，可采用相同方法求取。
步骤S1265：根据原始数据计算各多类子系统的可靠性指标，或者当配电网的系统运行状态不存在设备故障或失效之后，当抽样次数达到总抽样次数时，进行根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出的步骤。
步骤S130：当配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据原始数据确定故障发生地点，并根据故障发生地点将配电网网络划分为多类子系统。在本实施例中，原始数据包括配电网网络的断路器，如图4所示，步骤S130包括步骤S132和步骤S134。
步骤S132：逆着故障发生元件正常潮流方向搜索第1个出现的断路器，则该馈线上断路器前的节点划分为第一类子系统。
步骤S134：顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将除第一类子系统外的配电网划分为其它类子系统。
具体地，对于配电网抽样发生的故障，经断路器隔离故障后，系统可能形成分块子系统，并可划分为不同类型的负荷节点。基于故障发生地点将配电网负荷分类方法如下：
(1)逆着故障发生元件正常潮流方向搜索第1个出现的断路器，则该馈线上断路器前的节点(包括该馈线上动作断路器前端的节点和其他馈线的所有节点)为第一类(即a类)，该类节点不会形成孤岛子系统。
(2)顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将配电网解列成多个子系统。
在本实施例中，如图5所示，步骤S134包括步骤S1342至步骤S1348。
步骤S1342：若断路器后的子系统中有节点同时与其他常规电源相连，将该子系统划为第二类子系统。
具体地，若断路器后的子系统中有节点同时与其他常规电源相连，则该节点断路器正确动作后不会停电，该子系统划为第二类(即b类)，该子系统中负荷故障时间仅为故障断路器动作时间。
步骤S1344：若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与常规电源相连，将该子系统划为第三类子系统。
具体地，若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与常规电源相连，该子系统划为第三类(即c类)，子系统中负荷故障时间为故障断路器动作加网络重构切换操作时间。
步骤S1346：若断路器后的子系统中有节点同时与其他分布式电源或储能设备相连，以及若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与分布式电源或储能设备相连，将该子系统划为第四类子系统。
具体地，同b类和c类子系统，但所连接电源为分布式电源(包括分布式电源通过快速自启动实现)或储能设备(包括具有V2G功能的电动汽车)，该子系统划为第四类(即d类)，子系统中负荷故障时间由子系统内负荷水平、分布式电源输出及储能SOC状态决定。
步骤S1348：若断路器后的子系统中所有节点均未与任何类型电源相连，且任何节点均未与切换开关相连，将该子系统划为第五类子系统。
具体地，若断路器后的子系统中所有节点均未与任何类型电源相连，且任何节点均未与切换开关相连，则该子系统划为第五类(即e类)，子系统中负荷将全部停电，停电时间为故障修复时间。
在任意单个或联锁故障发生后，上述五种类型的子系统，其所包含的负荷对于电量不足期望LOEE或缺电时间期望等指标，a类子系统中负荷不受影响；b类和c类子系统中负荷，由于双电源供电，以及配电网自愈控制中的网络重构及负荷转供，可以实现快速恢复供电，因此对可靠性指标影响较小；d类子系统中负荷，由于分布式电源总的供电容量，以及间歇性分布式电源的功率输出特性，负荷节点存在无法充分供应所有负荷的风险或无法长时间供应负荷(小于故障修复时间)的风险，需要基于供电充裕度进行可靠性评价；对于e类子系统中负荷，将全部受影响，可靠性指标可按照传统的评估方法求取。
如图6所示配电网作为实施例，包括中压和低压两部分，其中中压配电网算例中，1、21、41为电源点，T63、T64、T65、T66为联络开关，系统中隔离开关T63～T66均开环运行。
若抽样线路1-2发生故障，则所有节点均为b类、c类、d类或e类；若线路2-3上断路器发生故障，则划分出的子系统节点{3，……，13}为c类负荷，其余均为a类负荷；若线路22-23发生故障，子系统节点{23，……，33}为d类负荷，其余均为a类负荷。由于网络中不存在双电源供电节点，因此不存在b类子系统负荷。
步骤S140：根据原始数据计算各多类子系统的可靠性指标。
具体地，在考虑网络重构和负荷转供的情况下，针对b、c、e类子系统节点负荷，进行分类可靠性指标SIFI、LOEE和LOLE指标求解。
网络重构可应用于系统正常运行状态下和系统故障情况下2个方面，系统故障情况下的网络重构主要是通过分段、联络开关的开、断状态转换，实现非故障停电区域的快速恢复供电。在配电网自动化及智能化水平较高的地方，故障发生后c类子系统负荷的开关可自动进行切换操作实现与电源相连；在配电网自动化及智能化水平较高的地方，可通过人工参与的操作，实现网络重构和负荷转供，两种在网络重构切换操作时间和负荷转供范围略有不同，具体可根据实际配电网运行情况确定取值。
实施例基于具有自愈功能的配电网系统，各类负荷的SIFI、LOEE和LOLE指标可取值如下：
对于a类子系统负荷，由于无停电时间，故设定，SIFIa＝0，LOEEa＝0，和LOLEa＝0。
对于b类子系统负荷，受影响时间仅为故障断路器隔离操作时间，设定SIFIb＝1，LOEEb＝0，和LOLEb＝0。
对于c类子系统负荷，受影响时间仅为故障断路器动作加网络重构切换操作时间，SIFIc＝1，LOEEc＝0，和LOLEc＝Treconfiguration。其中Treconfiguration为网络重构及恢复供电时间。
对于e类子系统负荷，停电时间将会是故障修复时间Trepair，该系统中所有e类负荷，SIFIe＝1，LOEEe＝Σj∈ELje，和LOLEe＝Trepair。其中Trepair为故障修复时间，E为所有e类负荷的集合，Lj为集合E中第j个负荷的功率水平。
针对d类子系统节点负荷，在考虑分布式电源以及储能设备供电情况下，进行相应的SIFId、LOEEd和LOLEd指标求解。
实施过程中，故障情况下d类子系统中的供电电源包括可控分布式电源、不可控分布式电源，以及储能设备(实施中可以包括具有V2G功能的电动汽车)等。分布式电源和储能设备向负荷提供总的供电量，通过下式计算得到：
其中，DGC为孤岛子系统内可控分布式电源集合，PCi为孤岛子系统内第i个可控分布式电源的最大发电输出功率，DGUC为孤岛系统内不可控分布式电源集合，PUCi为孤岛系统内第i个不可控分布式电源的期望发电量，ST为形成的孤岛子系统中储能设备的集合，PSTi为第i个储能设备的容量，δSOCi为第i个储能设备的荷电状态百分数。
对于第i个不可控分布式电源，其期望发电量为：
其中，PUCi(em)为不可控分布式电源在运行状态em时的发电功率水平，EUCi(em)表示运行状态为em时的期望值，M为不可控分布式电源出力运行状态个数，e＝(e1,e2,…,em,…,eM)为分布式电源运行状态集合，可由历史统计信息获得。
实施过程中，d类子系统负荷电量不足期望LOEE求取公式为：
其中，NL为孤岛子系统中d类负荷总个数，Li为第i个d类负荷功率水平。
d类子系统缺电时间期望值LOLE求取公式为：
其中，Ti(Li,PS)为当孤岛子系统供电量为PS时，为了保证的重要负荷，对负荷Li停电的持续时间；Ii(Li,PS)为若供电不足时，对Li负荷进行切负荷操作的标识，可通过下式获得：
对于停电切除的d类子系统负荷子系统，SIFId＝1。基于上述可以获得由于分布式电源容量不足或由于间歇性电源输出功率的不稳定导致的子系统负荷缺电时间和确定量期望值。
对于第k次抽样的配电网故障，负荷停电频率指标SIFIk、电力不足期望LOEEk和缺电时间期望LOLEk分别由下式求取：
SIFIk＝SIFIc+SIFId+SIFIe (次)
LOEEk＝LOEEd+LOEEe (MWh/周期T)
LOLEk＝LOLEd+LOLEe (小时/周期T)
若抽样计数变量k<K，则令k＝k+1，再次抽样；若已经达到总抽样次数，则执行步骤S150。
步骤S150：根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出。
对于配电网进行K次抽样所获得的故障指标，配电网的负荷停电频率指标、电力不足概率和缺电时间期望值分别为：
(次/周期T)
(MWh/周期T)
(小时/周期T)
其中，SIFIT为配电网的负荷停电频率指标，LOEET为配电网的电力不足概率，LOLET为配电网的缺电时间期望值。
在一个实施例中，在步骤S140之后，步骤S150之前，还包括以下步骤：检测抽样次数是否小于总抽样次数；若是，则进行抽样次数的迭代，并返回步骤S1264；若否，则进行步骤S150。
在一个实施例中，当配电网的系统运行状态不存在设备故障或失效时，则进行检测抽样次数是否小于总抽样次数的步骤。
在一个较为详细的实施例中，如图7所示，获取配电网设备和配电网网络的原始数据，根据原始数据利用枚举算法对配电网设备进行处理，得到目标设备集合，根据预设配电网可靠性分析周期和蒙特卡洛仿真时段长度计算得到总抽样次数，对目标设备集合中的设备的运行状态进行抽样，并根据抽样得到的目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态，检验并判断配电网运行状态，确定系统中是否包含设备发生故障或失效，当系统运行状态存在故障或失效，基于配电网运行状态及判定的故障发生地点，并将配电网划分为a、b、c、d和e类子系统，在考虑网络重构和负荷转供的情况下，针对b、c、e类子系统节点负荷，进行分类可靠性指标求解，在考虑分布式电源以及储能设备供电情况下，针对d类子系统节点负荷进行可靠性指标求解，计算配电网抽样情况下的可靠性指标，计算该次配电网抽样情况下的可靠性指标，判断抽样次数是否小于总抽样次数，若是，则根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出，若否，则进行抽样次数的迭代，并返回对目标设备集合中的设备的运行状态进行再次抽样；当系统运行状态不存在故障或失效时，判断抽样次数是否小于总抽样次数，若是，则根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出，若否，则进行抽样次数的迭代，并返回对目标设备集合中的设备的运行状态进行再次抽样，当达到总抽样次数时，根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出，若每一次抽样中不存在设备故障或失效的情况，则最后得到的可靠性指标值为0。
上述含分布式电源的配电网可靠性分析方法，该方法的实质是应用概率和抽样方法确定系统运行状态及故障或失效发生地点，将配电网分为不同类型的系统，针对每一类型系统中的负荷进行可靠性分析，简化了可靠性评估过程的复杂性，提高了分析效率。评估过程中考虑了配电网在发生故障后能够实现网络重构和负荷转供的功能，以及分布式电源、储能设备对配电网故障情况下对重要负荷的供电功能，符合配电网发展需求。
在一个实施例中，如图7所示，一种含分布式电源的配电网可靠性分析系统，包括原始数据获取模块110、运行状态确定模块120、子系统划分模块130、子系统可靠性指标计算模块140和配电网可靠性指标计算模块150，原始数据获取模块110连接运行状态确定模块120，运行状态确定模块120连接子系统划分模块130，子系统划分模块130连接子系统可靠性指标计算模块140，子系统可靠性指标计算模块140连接配电网可靠性指标计算模块150。
在一个实施例中，原始数据获取模块110用于获取配电网设备和配电网网络的原始数据。
在一个实施例中，运行状态确定模块120用于根据原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态。在本实施例中，运行状态确定模块120包括目标设备集合获取单元、设备的运行状态确定单元和配电网运行状态确定单元。
具体地，目标设备集合获取单元用于根据原始数据利用枚举算法对配电网设备进行处理，得到目标设备集合；设备的运行状态确定单元用于根据预设状态模型确定目标设备集合中的设备的运行状态；配电网运行状态确定单元用于根据目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
在本实施例中，配电网运行状态确定单元包括参数获取单元、总抽样次数计算单元、抽样单元。
具体地，参数获取单元用于获取蒙特卡洛仿真时段长度；总抽样次数计算单元用于根据预设配电网可靠性分析周期和蒙特卡洛仿真时段长度计算得到总抽样次数；抽样单元用于对目标设备集合中的设备的运行状态进行抽样，并根据抽样得到的目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
在一个实施例中，子系统划分模块130用于当配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据原始数据确定故障发生地点，并根据故障发生地点将配电网网络划分为多类子系统。在本实施例中，子系统划分模块130包括第一类子系统单元和其它类子系统划分单元。
具体地，第一类子系统单元用于逆着故障发生元件正常潮流方向搜索第1个出现的断路器，则该馈线上断路器前的节点划分为第一类子系统；其它类子系统划分单元用于顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将除第一类系统负荷外的配电网划分为其它类子系统。
在本实施例中，其它类子系统划分单元包括第二类子系统单元、第三类子系统单元、第四类子系统单元和第五类子系统单元。
具体地，第二类子系统单元用于若断路器后的子系统中有节点同时与其他常规电源相连，将该子系统划为第二类子系统；第三类子系统单元用于若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与常规电源相连，将该子系统划为第三类子系统；第四类子系统单元用于若断路器后的子系统中有节点同时与其他分布式电源或储能设备相连，以及若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与分布式电源或储能设备相连，将该子系统划为第四类子系统；第五类子系统单元用于若断路器后的子系统中所有节点均未与任何类型电源相连，且任何节点均未与切换开关相连，将该子系统划为第五类子系统。
在一个实施例中，子系统可靠性指标计算模块140根据原始数据计算各多类子系统的可靠性指标。
在一个实施例中，配电网可靠性指标计算模块150根据多类子系统的可靠性指标计算得到配电网的可靠性指标并输出。
在一个实施例中，在子系统可靠性指标计算模块140之后，配电网可靠性指标计算模块150之前，还包括检测模块，用于检测抽样次数是否小于总抽样次数；若抽样次数小于总抽样次数，则进行抽样次数的迭代，并控制抽样单元对目标设备集合中的设备的运行状态进行再次抽样，并根据抽样得到的目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态；若抽样次数大于或等于总抽样次数，则控制子系统可靠性指标计算模块150根据原始数据计算各多类子系统的可靠性指标。
在一个实施例中，当配电网的系统运行状态不存在设备故障或失效时，则控制检测模块检测抽样次数是否小于总抽样次数，若抽样次数小于总抽样次数，则进行抽样次数的迭代，并控制抽样单元对目标设备集合中的设备的运行状态进行再次抽样，并根据抽样得到的目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态；若抽样次数大于或等于总抽样次数，则控制子系统可靠性指标计算模块150根据原始数据计算各多类子系统的可靠性指标。
上述含分布式电源的配电网可靠性分析系统，利用应用概率和抽样方法确定系统运行状态及故障或失效发生地点，将配电网分为不同类型的子系统进行可靠性分析，简化了可靠性评估过程的复杂性，提高了分析效率。评估过程中考虑了配电网在发生故障后能够实现网络重构和负荷转供的功能，以及分布式电源、储能设备对配电网故障情况下对重要负荷的供电功能，符合配电网发展需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种含分布式电源的配电网可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取配电网设备和配电网网络的原始数据；
根据所述原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态；
当所述配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据所述原始数据确定故障发生地点，并根据所述故障发生地点将所述配电网网络划分为多类子系统；
根据所述原始数据计算各所述多类子系统的可靠性指标；
根据所述多类子系统的可靠性指标计算得到所述配电网的可靠性指标并输出。
2.根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网可靠性分析方法，其特征在于，所述根据所述原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态的步骤，包括：
根据所述原始数据利用枚举算法对配电网设备进行处理，得到目标设备集合；
根据预设状态模型确定所述目标设备集合中的设备的运行状态；
根据所述目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
3.根据权利要求2所述的含分布式电源的配电网可靠性分析方法，其特征在于，根据所述目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态，包括：
获取蒙特卡洛仿真时段长度；
根据预设配电网可靠性分析周期和所述蒙特卡洛仿真时段长度计算得到总抽样次数；
对所述目标设备集合中的设备的运行状态进行抽样，并根据抽样得到的所述目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
4.根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网可靠性分析方法，其特征在于，所述原始数据包括配电网网络的断路器，所述将所述配电网划分为多类子系统的步骤，包括：
逆着故障发生元件正常潮流方向搜索第1个出现的断路器，则该馈线上断路器前的节点划分为第一类子系统；
顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将除第一类子系统外的配电网划分为其它类子系统。
5.根据权利要求4所述的含分布式电源的配电网可靠性分析方法，其特征在于，所述顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将除第一类子系统外的配电网划分为其它类子系统的步骤，包括：
若断路器后的子系统中有节点同时与其他常规电源相连，将该子系统划为第二类子系统；
若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与常规电源相连，将该子系统划为第三类子系统；
若断路器后的子系统中有节点同时与其他分布式电源或储能设备相连，以及若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与分布式电源或储能设备相连，将该子系统划为第四类子系统；
若断路器后的子系统中所有节点均未与任何类型电源相连，且任何节点均未与切换开关相连，将该子系统划为第五类子系统。
6.一种含分布式电源的配电网可靠性分析系统，其特征在于，包括：
原始数据获取模块，用于获取配电网设备和配电网网络的原始数据；
运行状态确定模块，用于根据所述原始数据和预设状态模型确定配电网的系统运行状态；
子系统划分模块，用于当所述配电网的系统运行状态存在设备故障或失效时，根据所述原始数据确定故障发生地点，并根据所述故障发生地点将所述配电网网络划分为多类子系统；
子系统可靠性指标计算模块，用于根据所述原始数据计算各所述多类子系统的可靠性指标；
配电网可靠性指标计算模块，用于根据所述多类子系统的可靠性指标计算得到所述配电网的可靠性指标并输出。
7.根据权利要求6所述的含分布式电源的配电网可靠性分析系统，其特征在于，所述运行状态确定模块包括：
目标设备集合获取单元，用于根据所述原始数据利用枚举算法对配电网设备进行处理，得到目标设备集合；
设备的运行状态确定单元，用于根据预设状态模型确定所述目标设备集合中的设备的运行状态；
配电网运行状态确定单元，用于根据所述目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
8.根据权利要求7所述的含分布式电源的配电网可靠性分析系统，其特征在于，所述配电网运行状态确定单元，包括：
参数获取单元，用于获取蒙特卡洛仿真时段长度；
总抽样次数计算单元，用于根据预设配电网可靠性分析周期和所述蒙特卡洛仿真时段长度计算得到总抽样次数；
抽样单元，用于对所述目标设备集合中的设备的运行状态进行抽样，并根据抽样得到的所述目标设备集合中的设备的运行状态确定配电网的系统运行状态。
9.根据权利要求6所述的含分布式电源的配电网可靠性分析系统，其特征在于，所述子系统划分模块包括：
第一类子系统单元，用于逆着故障发生元件正常潮流方向搜索第1个出现的断路器，则该馈线上断路器前的节点划分为第一类子系统；
其它类子系统划分单元，用于顺着故障发生元件正常潮流各方向搜索，当遇到断路器或达到线路末端时便终止该方向的扩散，断开任意方向上第1个出现的断路器，将除第一类系统负荷外的配电网划分为其它类子系统。
10.根据权利要求9所述的含分布式电源的配电网可靠性分析系统，其特征在于，所述其它类子系统划分单元包括：
第二类子系统单元，用于若断路器后的子系统中有节点同时与其他常规电源相连，将该子系统划为第二类子系统；
第三类子系统单元，用于若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与常规电源相连，将该子系统划为第三类子系统；
第四类子系统单元，用于若断路器后的子系统中有节点同时与其他分布式电源或储能设备相连，以及若断路器后的子系统中所有节点均未与电源相连，但有节点与切换开关相连，且可进行切换操作实现与分布式电源或储能设备相连，将该子系统划为第四类子系统；
第五类子系统单元，用于若断路器后的子系统中所有节点均未与任何类型电源相连，且任何节点均未与切换开关相连，将该子系统划为第五类子系统。
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