基于模拟退火算法的元件未知可靠性参数求取方法

元件可靠性参数是进行电力系统可靠性评估的基础,错误的元件可靠性参数必然带来错误的评估结果,进而影响电力系统规划的准确度。考虑到随着负荷侧智能电表等的普及和安装,可以获取相对准确的系统/节点可靠性指标,提出了一种利用系统/节点可靠性指标求取未知的元件可靠性参数的方法。首先,基于非序贯蒙特卡洛模拟(nonsequential monte carlo simulation,NMCS)的可靠性评估,建立了可靠性指标关于可变可靠性参数的解析表达式,该解析表达式由给定的元件可靠性参数可以直接地获取可靠性指标值。基于该解析表达式,构建了求取未知元件可靠性参数的非线性方程组;其次,针对非线性方程组的常规求解算法普遍依赖未知变量的初值而未知参数的初值无法直接获取的难点,利用基于模拟退火算法的高阶多项式逼近来给出待求参数的初始值。最后,对于部分误差较大的参数采用具有大范围收敛特性的延拓法进行修正,最终求取准确的未知可靠性参数。分别采用RBTS,IEEERTS79和川渝电网测试系统进行分析,算例结果表明:所提方法能有效准确地求取未知的元件可靠性参数。

基于区间优化算法的电力系统可靠性评估逆问题模型

电力系统可靠性评估逆问题是指从已知的可靠性指标值出发求取未知的元件可靠性参数的问题,是电力系统可靠性领域一个重要的潜在研究方向。只有在待求可靠性参数个数与可靠性指标个数相等的特殊情形下,采用现有的逆问题研究方法才能取得参数的准确值。针对以上不足,首先,基于可靠性指标解析计算函数,构建逆问题的非线性方程组模型。其次,为计及已知可靠性指标个数大于、等于或小于待求参数个数的3种情形,将方程组模型转化为优化问题,建立逆问题的一般性模型。针对逆问题存在多解的情形,以可靠性参数优化为例,说明如何构建对应于具体工程问题的逆问题模型。然后,提出基于改进区间优化算法的逆问题求解方法,该方法能够在逆问题的不同情形之间进行切换,并确保求得最优解。最后,将所提方法应用于RBTS、IEEE-RTS系统和91节点系统,算例结果表明:针对逆问题的上述3种情形,采用所提方法均可有效求得准确的元件可靠性参数。

基于初值修正的电力元件可靠性参数校正

由于元件停运记录的疏漏,少部分元件可靠性参数统计值可能存在错误。错误的可靠性参数会导致误差较大的评估结果,进而影响电网的规划和运行决策,因此,有必要辨识并校正错误可靠性参数。在该背景下,本文利用电力系统可靠性评估逆问题理论,提出基于初值估计策略的元件可靠性参数辨识和校正方法。首先,提出可靠性参数辨识与校正效果的评价指标。其次,采用具有全局寻优能力的改进粒子群优化算法,估计敏感可靠性参数。然后,采用基于参数初值动态修正的滚动估计算法,估计全体参数,并根据各参数估值与其统计值的偏差,辨识错误参数。最后,利用区间算法校正错误参数。算例表明:当系统中参数错误的元件占比不超过9%时,所提模型及算法可辨识出全部错误参数,且其校正结果的误差在1%以内。

特高压交流和直流输电系统可靠性与经济性比较

文中量化对比分析了特高压交流和直流输电系统的可靠性与经济性。首先,分别将特高压交流、直流系统划分为不同的子系统,基于状态枚举法,计入元件备用影响等,分别建立了各子系统可靠性评估模型,其次,结合各子系统间的故障逻辑,分别建立了特高压交流和直流系统多状态可靠性评估模型,并采用状态枚举法求解。然后,综合计入投资、运维、输电损耗和停电损失费用等,建立了二者的经济性评估模型。最后,通过算例对比分析了二者的经济性和可靠性,结果表明:在相同输电距离下,交流系统的强迫能量不可用率低于直流系统;当输电距离超过1300 km时,交流系统的等效停运率大于直流系统;在不考虑停电损失费用的情况下,当输电距离小于1300 km时,交流系统经济性更优,反之则直流系统更好;若计入停电损失,在合理的输电距离范围内,交流输电经济性优于直流。

混合多端特高压直流输电系统可靠性评估

随着我国能源战略的实施和坚强智能电网的建设,混合多端特高压直流输电技术迅速发展,未来将成为我国电网的重要组成部分,准确量化评估混合多端特高压直流输电系统的可靠性对我国电网未来的安全可靠运行具有重要意义。基于此,本文梳理了常规高压直流系统与柔性直流系统的典型接线结构与运行方式,进一步研究了二者组成的混合多端特高压直流输电系统的主要接线方案。针对每一种接线方案,根据主要元件故障后果及其在一次接线中的位置,将直流输电系统划分为:交流滤波器子系统、换流变压器子系统等多个子系统,然后对子系统分别建模。最后,基于状态枚举法组合各子系统可靠性评估模型,建立了整个混合多端特高压直流输电系统可靠性评估模型。以乌东德电站送电广东广西特高压混合三端直流输电工程为例进行算例分析,对工程可能的7种接线方案分别进行了可靠性评估和对比分析,并对直流输电线路的故障率进行了可靠性灵敏度分析。

基于交叉熵重要抽样的元件可靠性参数优化解析模型

可靠性参数优化问题在其求解过程中,需要对变化的可靠性参数反复进行系统可靠性评估,导致计算效率极低。针对这一问题,本文提出了一种基于交叉熵重要抽样法的元件可靠性参数优化解析模型。首先,基于条件概率推导了考虑元件可用率变化的可靠性指标解析计算模型,通过交叉熵重要抽样法快速求取解析模型系数;其次,将可靠性指标解析模型嵌入到传统可靠性参数优化问题中,实现可靠性参数优化模型的解析表达。所提解析模型在求解过程中只需要执行一次基于交叉熵重要抽样的可靠性评估计算,避免了因可靠性参数变化而需要多次进行可靠性评估的弊端,大幅提高了可靠性参数优化问题的求解效率;最后分别采用RBTS,IEEE-RTS79和IEEE-RTS96系统进行算例分析,验证了本文所提模型和求解算法的正确性和有效性。