CN110676839A - 一种交直流混合配电网可靠性评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交直流混合配电网可靠性评估方法及系统，包括：获取评估可靠性的模拟周期；基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。本发明构思在可靠性评估中的故障模式后果分析表、切负荷策略以及可靠性评估指标，均考虑了直流改造后所带来的影响，可以直接应用于交直流混合配电网可靠性评估。
Description
技术领域
本发明涉及配电网直流改造后可靠性方法，具体涉及一种交直流混合配电网可靠性评估方法及系统。
背景技术
配电网改造规划是配电网实际运行过程中一个十分现实的问题，整体实施改造方案需要考虑多影响因素，其中可靠性作为配电网运行的一个重要影响因素在配电网改造规划方案中扮演十分重要的角色。
一方面，随着现有负荷的不断增长，传统交流配电网的承载能力逐渐趋于极限，采用更换设备等传统方法进行改造，需要对整体网络全部设备进行更换，经济成本过高；另一方面，随着近年电动汽车等直流负荷以及光伏等可再生、清洁、高效的分布式电源的大力发展，传统电网的改造方式必将进行改变。通过直流改造可以解决上述两方面的问题，但由于目前现有工业负荷基本上全部采用交流电机，将整体配电网全部改造为直流网络，需要对工厂设备全部进行更新换代，从经济性及可行性角度来说并不现实，因此改造后形成交直流混合配电网是未来发展的大趋势。
配电网的可靠性是系统能够安全运行的基础，如果可靠性过低，其所有好处优势均无法体现，因此可靠性是电网建设需要考虑的第一要素，对配电网进行可靠性评估具有重要及其深远的意义。但现有可靠性评估中的故障模式后果分析表建立方法(FailureMode and Effect Analysis,FMEA)、切负荷策略以及可靠性评估指标大部分均基于交流网络，均未考虑直流改造后所带来的影响，无法直接应用于交直流混合配电网可靠性评估。
发明内容
针对目前直流改造后的交直流混合配电网可靠性评估未考虑保护措施以及VSC控制模式切换对故障模式后果分析表的影响；可靠性评估过程中未考虑负荷与拓扑的时序性变化；以及未考虑能够准确评价直流改造后的交直流混合配电网可靠性指标的缺陷，本发明提出了一种交直流混合配电网可靠性评估方法，主要包括综合考虑保护措施以及VSC控制模式切换的故障模式后果分析表建立方法；建立了基于二阶锥方法求解的交直流混合配电网最优切负荷模型；交直流混合配电网可靠性评估流程以及用于评价直流改造后的交直流混合配电网可靠性指标。
本发明提供的一种交直流混合配电网可靠性评估方法，包括：
获取评估可靠性的模拟周期；
基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。
优选的，所述基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，包括：
S1、获得交直流混合配电网中每个元件的无故障运行时间；
S2、从无故障运行时间中找出最小的无故障运行时间对应的元件，并基于所述最小的无故障运行时间推进模拟时钟；所述模拟时钟的初始值为0；
S3、基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息；
S4、根据新产生的随机数更新当前元件的无故障运行时间；
S5、当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则执行S2。
优选的，所述基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息，包括：
读取所述故障模式后果分析表，对当前元件的联通区域进行潮流校验，当未出现潮流越限时，则查找所述元件故障时影响的所有负荷，并记录各负荷的停电信息；否则基于所述交直流混合配电网最优切负荷模型对越限区域进行切负荷计算，统计失电负荷，并记录各负荷的停电信息。
优选的，所述当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则执行S2，包括：
在模拟时钟的模拟年限达到设置的模拟周期时，结束模拟过程，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
在模拟时钟的模拟年限未达到设置的模拟周期、且模拟时钟中的模拟年限未跨年时，将记录的负荷停电信息累加到当前年份的负荷点可靠性指标中并执行S2；
在模拟时钟的模拟年限未达到设置的模拟周期、且模拟时钟中的模拟年限跨年时，基于记录的当前年份负荷点可靠性指标，计算当前年份交直流混合配电网的可靠性指标，更新模拟年限并执行S2。
优选的，所述交直流混合配电网的可靠性指标，包括：
系统总电量不足减少值指标和系统平均电量不足减少值指标。
优选的，按下式计算所述系统总电量不足减少值指标：
RENS＝ENSAC-ENSDC＝∑LaiUACi-∑LaiUDCi
式中：RENS为系统总电量不足减少值指标；Lai为接入负荷点i的平均负荷；UACi为交流系统中负荷点i的年平均停电时间；UDCi为直流系统中负荷点i的年平均停电时间；
按下式计算所述系统平均电量不足减少值指标：
式中：RAENS为系统平均电量不足减少值指标；Nj系统中的用户总数。
优选的，所述基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果，包括：
当所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标≥阈值时，则交直流混合配电网可靠，否则交直流混合配电网不可靠。
优选的，所述故障模式后果分析表的构建，包括：
基于预先设置的保护策略获得交直流混合配电网的拓扑结构；
基于所述交直流混合配电网的拓扑结构，当交流线路发生故障、直流线路发生故障或换流站发生故障时，获取故障线路上的负荷停电时间、故障隔离后联通区域内的负荷停电时间和其余负荷停电时间；
基于所述故障线路上的负荷停电时间、故障隔离后联通区域内的负荷停电时间和其余负荷停电时间构建故障模式后果分析表。
优选的，所述交直流混合配电网最优切负荷模型的构建，包括：
基于负荷的重要程度和系统网损最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数构建交流电网潮流约束和直流电网潮流约束。
优选的，所述为所述目标函数构建交流电网潮流约束和直流电网潮流约束，包括：
为所述目标函数构建初始的交流电网潮流约束和直流电网潮流约束；
采用二阶锥方法对所述初始的交流电网潮流约束和直流电网潮流约束进行简化。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种交直流混合配电网可靠性评估系统，包括：
获取模块，用于获取评估可靠性的模拟周期；
计算模块，用于基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
结果模块，用于基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。
优选的，所述计算模块，包括：
初始化单元，用于获得交直流混合配电网中每个元件的无故障运行时间；
选择单元，用于从无故障运行时间中找出最小的无故障运行时间对应的元件，并基于所述最小的无故障运行时间推进模拟时钟；所述模拟时钟的初始值为0；
获取单元，用于基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息；
更新单元，用于根据新产生的随机数更新当前元件的无故障运行时间；
结果单元，用于当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则调用选择单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的技术方案，获取评估可靠性的模拟周期；基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果；本发明构思在可靠性评估中的故障模式后果分析表、交直流混合配电网最优切负荷模型以及可靠性指标，均考虑了直流改造后所带来的影响，可以直接应用于交直流混合配电网可靠性评估。
本发明提供的技术方案，提出交直流混合配电网故障模式后果分析表生成方法综合考虑了系统的保护措施、VSC换流站的控制切换类型，适用于各种不同类型拓扑，具有普遍性；贴近实际工程场景，结果更为真实、准确。
本发明提供的技术方案，建立的交直流混合配电网切负荷模型综合考虑负荷重要程度以及系统网损，整体反映了系统的经济运行情况，可以应用于实际工程系统故障后负荷切除策略；采用二阶锥方法，求解简单，计算速度快，效率。
本发明提供的技术方案，直流改造后交直流混合配电网可靠性指标考虑了直流改造对系统可靠性的影响，可以加入实际改造工程评价体系，应用于评价改造方案。
附图说明
图1为本发明提供的一种交直流混合配电网可靠性评估方法流程图；
图2为本发明中不基于直流断路器的保护策略示意图；
图3为本发明中基于直流断路器的保护策略示意图；
图4为本发明实施例中交直流混合配电网可靠性的详细评估流程图；
其中，1-第1交流隔离开关；2-第2交流隔离开关；3-第1交流侧负荷；4-第2交流侧负荷；5-第3交流侧负荷；6-第1直流隔离开关；7-第2直流隔离开关；8-第1直流侧负荷；9-第2直流侧负荷；10-第3直流侧负荷；11-交流断路器；12-直流断路器。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1
为实现本发明的发明目的，本发明构思首先提出综合考虑交直流混合配电网保护措施以及故障后电压源换流站VSC控制模式切换的交直流混合配电网故障模式后果分析表的建立方法，其次针对采用时序模特卡洛模拟法中需要对负荷进行切负荷的模块建立交直流混合配电网最优切负荷模型，并通过二阶锥方法进行求解，从而得到交直流混合配电网的整体可靠性评估流程，最后提出能够衡量直流改造后的交直流混合配电网专用可靠性指标来衡量改造方案对可靠性的影响程度，从而开发出一套完整的适用于直流改造后的交直流混合配电网可靠性评估方法。
如图1所示，本发明提供的一种交直流混合配电网可靠性评估方法，包括：
步骤一、获取评估可靠性的模拟周期；
步骤二、基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
步骤三、基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。
1.故障模式后果分析表的构建方法
(1)保护策略
传统交流网络的保护研究已经十分成熟，通过交流断路器的及时动作，可以做到故障发生后，迅速断开故障线路，隔离故障，而针对于直流配电网来说，由于目前直流断路器尚不具备大规模投入使用的能力，因此目前保护策略可以分为两类：分别为基于直流断路器的保护以及不基于直流断路器的保护
如图2所示，不基于直流断路器的保护策略，当直流线路发生故障后，需要换流站交流侧交流断路器跳开后，打开故障线路两侧隔离开关隔离故障。此种保护方式的缺点为需要换流站在交流断路器故障前承受故障电流。
如图3所示，基于直流断路器的保护策略，当直流线路发生故障后，换流站直流侧直流断路器跳开隔离故障。
基于直流断路器的保护措施与不基于直流断路器的保护措施相比，其可以更好保护换流站，但对于负荷点来说，两种保护措施的故障模式后果相同，如果采用基于直流断路器的保护措施，还需要考虑直流断路器的高故障率及其安装成本，现阶段对于实际工程并不适用。
因此综合上述分析，本发明实施例考虑实际改造情况为采用不基于直流断路器的保护策略。
(2)故障模式后果分析表生成原则
1)交流线路故障系统后果分析
当交流线路发生故障后，交流线路两侧交流断路器跳开，交流线路所有负荷点均停电，直流线路负荷不受影响。线路故障段两侧隔离开关打开，故障段上的负荷停电时间为故障修复时间(TTR)，故障隔离后的联通区域内负荷点停电时间为故障隔离时间(ST)，其余负荷停电时间为故障修复时间(TTR)。
2)直流线路故障系统后果分析
当直流线路发生故障后，换流站交流侧交流断路器跳开，直流线路所有负荷点均停电，交流线路负荷不受影响。线路故障段两侧隔离开关打开，故障段上的直流负荷停电时间为故障修复时间(TTR)，由于换流站的重启动可以在几秒内实现，因此认为故障隔离后瞬间换流站重新启动，忽略换流站启动时间，联通区域内负荷点停电时间为故障隔离时间(ST)，其余负荷停电时间为故障修复时间(TTR)。
3)换流站故障系统后果分析
对于交直流混合网络来说，由于VSC换流器具有多种控制方式，换流器可以从有功功率、无功功率、交流电压、直流电压等变量中选择其中两个变量进行控制。根据控制状态量的不同，可以分类为Vdc-θ控制，Vdc-Q控制，Vdc-Vac控制，PQ控制等。具体情况如表1所示：
表1换流站故障系统的分析原则
| 控制类型 | 控制变量 | 适用情况 |
| Vdc-Q | 直流电压和无功功率 | 维持直流线路电压 |
| P-Q控制 | 有功功率和无功功率 | 与交流侧进行功率交换 |
| Vac-Q | 无功功率和交流电压 | 向无源交流网络供电 |
对于手拉手网络拓扑，VSC间的协调控制采用主从控制：正常运行时，主站采用Vdc-Q控制，从站采用PQ控制，当从站发生故障后，从站迅速闭锁，换流站交流侧交流断路器跳开，避免发生交流线路向换流站内部馈流。此时，主站在其容量范围内为直流线路负荷传输功率，直流线路负荷正常运行，不停电，交流线路继续由上级电网作为主电源供电。当主站发生故障后，主站闭锁，其交流侧交流断路器跳开，隔离故障，此时，从站切换其控制模式为Vdc控制，该过程时间很短，可以近似认为无缝切换，直流线路负荷正常运行。
由于换流站自身故障高，在实际运行过程中，可能会出现线路两换流站同时故障的情况，在该种情况下，直流线路负荷点全部停电，停电时间为换流站修复时间(TTR)，交流线路负荷正常运行。
按本发明设置的生成原则生成的故障模式后果分析表中，行表示不同负荷，列表示不同故障元件，其中内容为负荷停电时间。不同元件故障，负荷的停电时间不同。
例如：如表2所示，元件1故障，负荷1停电，停电时间为元件1故障修复时间；负荷2停电，停电时间为元件1故障隔离时间；负荷3不停电，停电时间为0。元件2故障，负荷1不停电，停电时间为0，负荷2停电，停电时间为元件2隔离时间，负荷3停电，停电时间为元件2故障修复时间。
表2部分故障模式后果分析表示例
2.交直流混合配电网最优切负荷模型的构建
(1)目标函数
最优切负荷问题是一种特定目标函数的最优潮流问题，用来判断当前系统出现故障时是否需要切负荷和如何进行切负荷才能达到全局最优，是配电网可靠性评估的关键之一。
本发明建立的最优切负荷模型目标函数可以表示为：
式中，f1表示总失电负荷加权最小；f2表示网络运行损耗最小；Pk为负荷k的功率值；ak为负荷k的重要程度，负荷按重要程度分为一级、二级、三级负荷；N为失电负荷集合；B为配电网节点集合。
本发明利用判断矩阵法实现多目标函数到单目标函数的转化，则原多目标问题目标函数可转化为单目标函数：
f＝min(ω1f1'+ω2f′2)
式中：f1'、f′2分别为f1、f2归一化(即转换到区间[0,1])后的值，以消除由于各目标函数取值数量级的不同对优化结果的影响。
判断矩阵法的核心是根据各目标之间的等级关系确定判断矩阵，针对本发明的故障恢复问题，可将各目标根据重要性划分等级：总失电负荷加权值直接反映负荷恢复供电的效果，作为第1等级目标，有功网损直接反映系统经济运行状况，作为第2等级目标，结合上述分析，去判断数形成判断矩阵：
经过矩阵处理后，得到各目标权重向量
[ω1 ω2]＝[0.8333 0.1667] (4)
(2)约束条件
1)交流电网潮流约束
在系统运行过程中，交流电网侧必须满足三相平衡潮流方程，并且负荷侧电压及功率不能越限。
式中：集合u(j)为电网中以j为末端节点的支路的首端节点集合；集合v(j)为电网中以j为首端节点的支路的末端节点集合；Ui,t和Uj,t为电压幅值；Pij,t和Qij,t分别为支路ij首端三相有功功率和无功功率；Pj,t和Qj,t分别为节点j有功功率和无功功率净注入值；rij和xij分别为支路ij的电阻和电抗；Iij,t为支路ij电流；Ui,min和Ui,max分别为节点电压幅值上下限；Iij,max为电流幅值上限。
2)直流电网潮流约束
在系统运行过程中，直流电网侧必须满足直流潮流方程。并且母线电压、线路功率都不能越限。
式中：Ui,t和Uj,t为电压幅值；Pij,t为支路ij首端有功功率；Pj,t为节点j有功功率净注入值；rij为支路ij的电阻；Iij,t为支路ij电流；Ui,min和Ui,max分别为节点电压幅值上下限；Iij,max为电流幅值上限。
在式(5)中，存在多个二次项方程，因此可将本文问题转化为二阶锥优化问题。根据二阶锥模型的特点，首先，令
消除式中二次项方程；然后，将消除后式中仅剩的一个二次方程进行二阶锥松弛：
再做进一步等价变换，化成二阶锥标准形式：
经过上述变换，可将式(5)化成如下形式：
直流网络潮流同理，式(6)化为如下形式
通过变换，交直流混合配电网最优切负荷模型问题变为:
可在Matlab-YALMIP平台下利用CPLEX算法包进行求解。
3.交直流混合配电网可靠性评估流程及直流改造可靠性指标
(1)交直流混合配电网可靠性评估流程
如图4所示，直流改造后交直流混合配电网可靠性评估流程如下：
步骤1：初始化模拟时钟为0。随机产生m个0-1之间的随机数，根据每个元件状态模型中的失效率参数λ，求得m个无故障运行时间TTF，TTFi表示第i个元件的TTF。
步骤2：找出最小的TTFi对第i个元件产生一个随机数，根据其修复率参数μ求得故障修复时间TTRi，与此同时，产生故障隔离时间ST和故障隔离与复合转带时间SRT，并将模拟时钟推进到TTFi。
步骤3：读取FMEA表，对联通区域进行潮流校验，如潮流通过，查找元件i故障时影响的负荷点，记录这些失电负荷点的停电次数、停电时间、缺供电量等信息，转至步骤5,；如潮流未通过，转至步骤4。
步骤4：以交直流混合配电网最优切负荷模型对越限区域进行切负荷计算，统计失电负荷，记录这些失电负荷点的停电次数、停电时间、缺供电量等信息。
步骤5：产生一个新的随机数，将其转化为元件i新的运行时间TTFi。
步骤6：判断模拟时钟是否跨年，当模拟时钟中用于表示当前模拟年限的模拟时间<8760小时时，则未跨年，将记录的负荷点停电信息累加到当年负荷点可靠性指标中；否则记录当前模拟年限的负荷点可靠性指标，计算系统可靠性指标，跳转至下一年。
步骤7：判断模拟时钟是否推进到了满足评估精度所需的时间长度，即模拟周期，若达到则执行步骤8，未达到则返回步骤2。
步骤8：模拟过程结束，统计各个模拟年限的负荷点和系统的可靠性指标，进而计算整个系统的可靠性指标均值。
(2)直流改造可靠性指标
对线路进行直流改造的线路大多为已经实际运行多年的线路，随着多年的经济发展，这些线路大多处于重载状态，原有交流线路故障后，通过线路间负荷转供恢复负荷的方式对于现有网络来说，恢复能力有限或者完全不能恢复，也就意味着整体系统负荷点的损失电量相比系统初期会有降低。通过对线路进行直流改造，利用直流线路供电能力强的特点，在故障后，提升了负荷的转供能力，从而提高了系统的负荷点损失电量指标。通常情况下，系统常用的负荷电量类指标为系统总电量不足指标(energy not supplied,ENS)以及系统平均电量不足指标(average energy not supplied,AENS)，针对直流改造后的交直流混合配电网，在原有指标基础上进行修改，提出新指标系统总电量不足减少值指标(reduction of energy not supplied,RENS)以及系统平均电量不足减少值指标(reduction of average energy not supplied,RAENS)。
计算公式分别如下：
RENS＝ENSAC-ENSDC＝∑LaiUACi-∑LaiUDCi
式中：Lai为接入负荷点i的平均负荷。UACi为交流系统中负荷点i的年平均停电时间，单位为小时/年(h/a)。UDCi为直流系统中负荷点i的年平均停电时间，单位为小时/年(h/a)。RENS的单位为kWh/年或MWh/年。
式中：Nj系统中的用户总数，RAENSDC的单位为kWh/户·年或Wh/户·年本发明采用考虑直流系统保护措施以及VSC控制方式灵活切换特点的FMEA表、考虑混合系统运行的切负荷策略以及考虑直流改造后的可靠性评估指标进行直流改造后交直流混合系统的可靠性评估，可以在同时满足速度与精度的前提下评价一个改造方案的可靠性情况，满足对实际工程前对改造工程的评价。
与本发明构思最接近的对比文件：CN201710168189-一种交直流混合微电网可靠性分析方法，对比文件公开了的可靠性分析采用故障模式后果分析法，本发明采用故障模式后果分析法及蒙特卡洛模拟法结合方法。而故障模式后果分析法适用于小型网络系统，针对复杂的中压网络进行可靠性评估时，计算量过大，对比文件提供的方法并不适用。另外，蒙特卡洛模拟法的时间精度较小时，可以充分体现负荷的波动性，更为贴切实际情况。因此，本发明提供的技术方案相较于对比文件，一方面本发明在可靠性评估中引入了最优切负荷模型，充分体现了交直流混合配电网灵活控制的特点，评估结果更为贴近实际；另一方面，本发明提出了全新的可靠性指标，可以更为准确的评估交直流混合配电网可靠性。
实施例2
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种交直流混合配电网可靠性评估系统，包括：
获取模块，用于获取评估可靠性的模拟周期；
计算模块，用于基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
结果模块，用于基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。
实施例中，所述计算模块，包括：
初始化单元，用于获得交直流混合配电网中每个元件的无故障运行时间；
选择单元，用于从无故障运行时间中找出最小的无故障运行时间对应的元件，并基于所述最小的无故障运行时间推进模拟时钟；所述模拟时钟的初始值为0；
获取单元，用于基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息；
更新单元，用于根据新产生的随机数更新当前元件的无故障运行时间；
结果单元，用于当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则调用选择单元。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种交直流混合配电网可靠性评估方法，其特征在于，包括：
获取评估可靠性的模拟周期；
基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，包括：
S1、获得交直流混合配电网中每个元件的无故障运行时间；
S2、从无故障运行时间中找出最小的无故障运行时间对应的元件，并基于所述最小的无故障运行时间推进模拟时钟；所述模拟时钟的初始值为0；
S3、基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息；
S4、根据新产生的随机数更新当前元件的无故障运行时间；
S5、当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则执行S2。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息，包括：
读取所述故障模式后果分析表，对当前元件的联通区域进行潮流校验，当未出现潮流越限时，则查找所述元件故障时影响的所有负荷，并记录各负荷的停电信息；否则基于所述交直流混合配电网最优切负荷模型对越限区域进行切负荷计算，统计失电负荷，并记录各负荷的停电信息。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则执行S2，包括：
在模拟时钟的模拟年限达到设置的模拟周期时，结束模拟过程，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
在模拟时钟的模拟年限未达到设置的模拟周期、且模拟时钟中的模拟年限未跨年时，将记录的负荷停电信息累加到当前年份的负荷点可靠性指标中并执行S2；
在模拟时钟的模拟年限未达到设置的模拟周期、且模拟时钟中的模拟年限跨年时，基于记录的当前年份负荷点可靠性指标，计算当前年份交直流混合配电网的可靠性指标，更新模拟年限并执行S2。
5.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述交直流混合配电网的可靠性指标，包括：
系统总电量不足减少值指标和系统平均电量不足减少值指标。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
按下式计算所述系统总电量不足减少值指标：
RENS＝ENSAC-ENSDC＝∑LaiUACi-∑LaiUDCi
式中：RENS为系统总电量不足减少值指标；Lai为接入负荷点i的平均负荷；UACi为交流系统中负荷点i的年平均停电时间；UDCi为直流系统中负荷点i的年平均停电时间；
按下式计算所述系统平均电量不足减少值指标：
式中：RAENS为系统平均电量不足减少值指标；Nj系统中的用户总数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果，包括：
当所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标≥阈值时，则交直流混合配电网可靠，否则交直流混合配电网不可靠。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障模式后果分析表的构建，包括：
基于预先设置的保护策略获得交直流混合配电网的拓扑结构；
基于所述交直流混合配电网的拓扑结构，当交流线路发生故障、直流线路发生故障或换流站发生故障时，获取故障线路上的负荷停电时间、故障隔离后联通区域内的负荷停电时间和其余负荷停电时间；
基于所述故障线路上的负荷停电时间、故障隔离后联通区域内的负荷停电时间和其余负荷停电时间构建故障模式后果分析表。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交直流混合配电网最优切负荷模型的构建，包括：
基于负荷的重要程度和系统网损最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数构建交流电网潮流约束和直流电网潮流约束。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述为所述目标函数构建交流电网潮流约束和直流电网潮流约束，包括：
为所述目标函数构建初始的交流电网潮流约束和直流电网潮流约束；
采用二阶锥方法对所述初始的交流电网潮流约束和直流电网潮流约束进行简化。
11.一种交直流混合配电网可靠性评估系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取评估可靠性的模拟周期；
计算模块，用于基于预先建立的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标；
结果模块，用于基于所述模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标与阈值的关系，获得交直流混合配电网的可靠性评估结果。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述计算模块，包括：
初始化单元，用于获得交直流混合配电网中每个元件的无故障运行时间；
选择单元，用于从无故障运行时间中找出最小的无故障运行时间对应的元件，并基于所述最小的无故障运行时间推进模拟时钟；所述模拟时钟的初始值为0；
获取单元，用于基于预先构建的故障模式后果分析表和交直流混合配电网最优切负荷模型，获得所述元件影响的负荷点，以及所述负荷点的停电信息；
更新单元，用于根据新产生的随机数更新当前元件的无故障运行时间；
结果单元，用于当模拟时钟推进到设置的模拟周期时，获得模拟周期内交直流混合配电网的可靠性指标，否则调用选择单元。
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