CN109447418A - 一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法 - Google Patents
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Abstract
一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，所述的方法包括以下步骤：S1：采用蒙特卡罗模拟方法确定线路的检修率，S2：采用蒙特卡罗模拟方法确定变压器的检修率，S3：构建线路检修概率密度函数，S4：构建变压器检修概率密度函数，S5：构建多条线路检修的联合概率密度函数，S6：构建多台变压器检修的联合概率密度函数，S7：计算输电和变电两级多元件并列的电网检修停运的联合概率；本发明可帮助和指导运行人员准确掌握线路和变压器运行状态，为运行和检修工作提供技术方法，为电网调度提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统故障概率计算方法领域，更具体的涉及一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法。
背景技术
保障对负荷可持续性供电是电网追求的目标之一。负荷是综合性的，往往受多种因素的影响，在一定运行周期(1小时、1天、1月、1年、5年、10年等)内总是波动的，而且这种波动性具有很大的不确定性和随机性。负荷通过线路与电源连接，并在正常运行情况下从电源获得电力和电量。
负荷仅通过一条线路与电源相连接，一旦发生线路故障、过负荷或检修而退出运行的情况，负荷将失去电源的供电，负荷被供电可靠性较低。
负荷通过多条线路与一个或多个电源相连接，一旦发生一条线路检修而退出运行的情况，负荷也不会失去电源的供电，供电可靠性会有较高的保证。只有当所有与电源相连接的线路或变压器检修而退出运行时，负荷才会完全失去电源。当电网变压器、线路等元件检修时，一旦一条线路故检修退出运行并导致余下线路都同时过负荷，负荷也会因余下线路退出运行而完全失去电源；如果两条或多条线路同时检修退出运行，余下线路过负荷并退出运行的可能性很大，也会造成整个供电系统的完全停运。可见，变压器、线路等元件检修并退出运行所带来的这个供电系统停运的风险很大，给负荷带来的影响和损失也很大。因此，需要确定这种风险的大小，为供电管理提供技术指导。
以往通常采用潮流计算方法来确定当变压器、线路等元件检修时余下线路过负荷的状态，这种方法对线路和变压器检修的不确定性和随机性所造成的线路过负荷状态很难做出准确的估计；加上线路因检修而退出运行的状态的不确定性和随机性，会增大这种方法对过负荷状态估计更大的难度并使估计效果更不可信。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，采用一种概率计算的方法来计算输电线路和变电站中变压器检修的概率、变压器和线路等元件检修并退出运行而导致余下线路都同时过负荷的概率、变压器和线路等元件检修并退出运行而完全失去电源并停运概率，其基本原理是同时考虑线路运行方式和负荷的不确定性和随机性，通过电网能量管理系统EMS获取线路和负荷的数据，在考虑变压器和线路检修的不确定性时引入变压器和线路检修的概率模型，在考虑线路运行方式的不确定性时引入线路运行的概率模型，在考虑负荷的不确定性时引入负荷波动的概率模型，假设线路运行方式变化和负荷的波动均服从正态分布，在概率分析的基础上计算输变电两级多元件并列的电网检修停运的概率，为供电管理以及电网调度运行提供必要的技术支撑。
研究表明，输变电两级多元件并列的电网检修停运概率与下列因素有关：由变压器和线路短路、接地检修概率决定，由运行周期内服从正态分布的线路输送功率、负荷功率的大小决定，同时也由线路允许的最大输送功率的大小决定。
输电和变电两级多元件并列的电力系统由三部分组成：由NL条线路 组成输电部分、由NT台变压器组成变电部分、负荷SD(SD＝PD+jQD)。输电部分为NL条线路组成的并列系统，变电部分为NT台变压器组成的并列系统，负荷为NL个具有不同特性的本地负荷并列汇合而成。
解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种并列供电系统连环故障概率计算方法，所述的并列供电系统由NL条线路并列运行和NT台变压器并列运行组成，假设负荷功率为SD(SD＝PD+jQD)，所述的方法包括以下步骤：
S1:从电网能量管理系统EMS获取线路检修数据，包括10年内检修数据，采用蒙特卡罗模拟方法确定线路的检修率为 NL为多元并列系统线路的条数。
S2:从电网能量管理系统EMS获取变压器检修数据，包括10年内检修数据，采用蒙特卡罗模拟方法确定变压器的检修率为 NT为多元并列系统变压器的台数。
S3构建线路检修停运概率密度函数，构建公式为：
式中，x为在时间t内线路和变压器检修停运次数。
S4构建变压器检修停运概率密度函数，构建公式为：
S5构建多条线路检修停运的联合概率密度函数，构建公式为：
S6构建多台变压器检修停运的联合概率密度函数，构建公式为：
S7计算输变电两级多元件并列的电网检修停运的联合概率，计算公式为：
式中：j＝1,2,...,NL，NL为多元并列系统线路的条数。
本发明的技术效果是：利用本发明所提出的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，可以计算出在一定运行周期(1小时、1天、1月、1年、5年、10年等)内输变电两级多元件并列的电网检修停运的概率，帮助和指导运行人员准确掌握线路和变压器运行状态，为运行和检修工作提供技术方法，为电网调度提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明所针对的多线路并列供电系统组成和连接关系示意图。
图2为本发明所提出的多线路并列供电系统过负荷停运概率计算方法的流程框图。
图1中的附图标记表示为：1、并列运行的第一条线路，2、并列运行的第NL条线路，3、变压器高压母线，4、并列运行的第一台变压器，5、并列运行的第NT台变压器，6、变压器低压母线，7、负荷。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面参照附图并结合实例对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。
参见图1，本发明的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法实施实例对应的供电系统，输电和变电两级多元件并列的电力系统由三部分组成：由NL条线路组成输电部分、由NT台变压器 组成变电部分、负荷SD(SD＝PD+jQD)，如图1所示。输电部分为NL条线路组成的并列系统，变电部分为NT台变压器组成的并列系统，负荷为NL个具有不同特性的本地负荷并列汇合而成。
参见图2，本发明的方法包括以下步骤：
图2中的步骤1描述线路检修率计算的过程和方法
从电网能量管理系统EMS获取线路检修数据，包括10年内检修数据，假设Li表示第i条线路，采用蒙特卡罗模拟方法确定线路的检修率分别为NL为多元并列系统线路的条数。
图2中的步骤2描述变压器检修率计算的过程和方法
从电网能量管理系统EMS获取变压器检修数据，包括10年内检修数据，假设Ti表示第i台变压器，采用蒙特卡罗模拟方法确定变压器的检修率为分别为NT为多元并列系统变压器的台数。
图2中的步骤3描述线路检修概率密度函数构建的过程和方法，构建公式为：
式中，x为在时间t内线路和变压器过检修停运次数。
图2中的步骤4描述变压器检修概率密度函数构建的过程和方法，构建公式为：
图2中的步骤5描述多条线路检修的联合概率密度函数构建的过程和方法，构建公式为：
其中，为所有时间范围内线路检修概率密度函数，此时x为1代表线路检修停运1次。
图2中的步骤6描述多台变压器检修的联合概率密度函数构建的过程和方法，构建公式为：
其中，为所有时间范围内变压器检修概率密度函数，此时x为1，代表变压器检修停运1次。
图2中的步骤7描述输电和变电两级多元件并列的电网检修停运的联合概率计算的过程和方法，计算公式为：
式中：j＝1,2,...,NL，NL为多元并列系统线路的条数。
通过所述计算步骤和计算公式，可以计算出在一定运行周期(1小时、1天、1月、1年、5年、10年等)内输变电两级多元件并列的电网检修停运的概率，帮助和指导运行人员准确掌握线路和变压器运行状态，为运行和检修工作提供技术方法，为电网调度提供技术支撑。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，其特征在于，并列供电系统由NL条线路并列运行和NT台变压器T1、T2、并列运行组成，假设负荷功率为SD，所述的方法包括以下步骤：
S1：从电网能量管理系统获取线路检修数据，包括10年内检修数据，采用蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路的检修率为其中i＝1,2,...,NL，NL为多元并列系统线路的条数；
S2：从电网能量管理系统获取变压器检修数据，包括10年内检修数据，采用蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器的检修率为其中i＝1,2,...,NL；
S3：构建线路检修停运概率密度函数；
S4：构建变压器检修停运概率密度函数；
S5：构建多条线路检修停运的联合概率密度函数；
S6：构建多台变压器检修停运的联合概率密度函数；
S7：计算输变电两级多元件并列的电网检修停运的联合概率。
2.根据权利要求1所述的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，其特征在于，所述的步骤S3构建的线路检修停运概率密度函数公式为：
式中，x为在时间t内线路和变压器检修停运次数。
3.根据权利要求1所述的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，其特征在于，所述的步骤S4构建变压器检修停运概率密度函数公式为：
4.根据权利要求1所述的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，其特征在于，所述的步骤S5构建多条线路检修停运的联合概率密度函数公式为：
5.根据权利要求1所述的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，其特征在于，所述的步骤S6构建多台变压器检修停运的联合概率密度函数公式为：
6.根据权利要求1所述的输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法，其特征在于，所述的步骤S7输变电两级多元件并列的电网检修停运的联合概率计算公式为：
式中：j＝1,2,...,NL，NL为多元并列系统线路的条数，NT为并列的变压器台数。
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