基于序貫蒙特卡羅仿真的配電網(wǎng)靠得住性評估模子

丁明，張靜，李生虎

（合肥工業(yè)年夜學(xué)電氣工程學(xué)院，安徽省合肥市230009）


ASEQUENTIALMONTE-CARLOSIMULATIONBASEDRELIABILITYEVALUATION
MODELFORDISTRIBUTIONNETWORK

DINGMing，ZHANGJing，LISheng-hu

（SchoolofElectricalEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，AnhuiProvince，China）　　ABSTRACT:Consideringthepowerlinetransmissioncapacityandpowerflowdistribution,areliabilityevaluationsystembasedonsequentialMonte-Carlosimulationandtime-varyingloadmodelisestablishedandusedtoevaluatethereliabilityofdistributionnetwork.Intheloadsheddingstrategythecostforthecompensationcausedbypowersupplyinterruption,thecostofquantityofelectricitycausedbypowersupplyinterruption,thenetworklossesandthetimeintervalofpowersupplyinterruptionarecomprehensivelyconsidered,thereforethismodelwillbemoreactualinthesimulationsofthefaultsindistributionnetworkandthatofthesituationofthepowersupplyinterruptioninloadpoints,inadditionthismodelcanbeusedtoevaluatetheriskindicesandeffectindicesofreliabilityunderdifferentdispatchingstrategy.ThetestresultbyIEEERBTSshowsthatthismodelisrationalandeffective.
　　KEYWORDS:SequentialMonteCarlosimulation；Distributionnetwork；Reliability；Transmissioncapacity；Optimalloadshedding
　　摘　要：提出了斟酌線路容量約束和潮水散布的基于序貫蒙特卡羅仿真和時(shí)變負(fù)荷模子的評估配電網(wǎng)靠得住性的模子。模子中切負(fù)荷策略綜合斟酌了停電損失費(fèi)用、停電電量、網(wǎng)損和停電時(shí)間，因而該模子在模擬配電網(wǎng)的故障和負(fù)荷點(diǎn)停電情況方面加倍合適現(xiàn)實(shí)運(yùn)行情況，并可以評估分歧調(diào)劑策略下的靠得住性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)和靠得住性效益指標(biāo)的影響。經(jīng)采用IEEERBTS配電工程測試，成效講明該模子是合理的、有用的。
　　關(guān)頭詞：序貫蒙特卡羅；配電網(wǎng)；靠得住性；線路容量；最優(yōu)切負(fù)荷

1引言
　　配電網(wǎng)靠得住性評估有兩類方式：解析法和基于蒙特卡羅抽樣的幾率模擬法。在第一類方式中有：①故障模式與后果分析法（FMEA）。它原理簡單、清晰，模子準(zhǔn)確，已普遍用于輻射型配電網(wǎng)的靠得住性評估[1]，但其計(jì)較量隨元件數(shù)的增加而成指數(shù)增加，所以當(dāng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比力復(fù)雜，元件數(shù)及操作方式增多時(shí)，計(jì)較將變得冗余繁瑣。②最小割集法[2]。從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣嵌确治龉こ踢B通性，斟酌了影響靠得住性的諸多身分，但沒有斟酌線路的傳輸容量限制，是以靠得住性評估成效與現(xiàn)實(shí)情況有一定差距。③加進(jìn)潮水的最小割集法[3]。④故障遍歷算法[4]。方式③和④斟酌了線路容量約束，可是沒有斟酌用戶負(fù)荷隨時(shí)間的變化，因而也不能真實(shí)地模擬配電網(wǎng)故障后網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的復(fù)雜情況。第二類方式可以對工程各類故障模式和故障后的切換操作序列、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)進(jìn)程進(jìn)行比力真實(shí)的模擬，可計(jì)較停電功率、停電電量、停電頻率、停電延續(xù)時(shí)間等有價(jià)值的靠得住性指標(biāo)。在配電工程的結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)劑方式日益復(fù)雜化的今天，該類方式更具有順應(yīng)性。
　　本文彩用序貫蒙特卡羅仿真法，建立了全年負(fù)荷的時(shí)變模子，斟酌了線路容量約束，可進(jìn)行逐小時(shí)的靠得住性指標(biāo)評估。當(dāng)主饋線發(fā)生故障且故障被隔離后，采用啟發(fā)式推導(dǎo)算法對非故障區(qū)恢復(fù)供電，每次操作開關(guān)或開關(guān)對時(shí)都要進(jìn)行線路電流和節(jié)點(diǎn)電壓校驗(yàn)，若是仍存在平安越限而需要停運(yùn)一些負(fù)荷時(shí)，則采用綜合斟酌工程停電費(fèi)用、停電電量、網(wǎng)損和工程停電時(shí)間的方針函數(shù)，以決議停運(yùn)負(fù)荷點(diǎn)。對負(fù)荷較重的饋線故障，本文彩用了由兩條主饋線同時(shí)供電的模子。

2原理及模子
2.1序貫蒙特卡羅抽樣模子
　　元件模子:認(rèn)為所有元件的故障和修復(fù)時(shí)間從命于指數(shù)散布。
　　負(fù)荷模子：計(jì)及用戶負(fù)荷隨季節(jié)而變化，以小時(shí)為單元模擬一年8760h的負(fù)荷。
　　抽樣條件：
　�。�1）計(jì)及配電線路的故障和11/0.415kV變壓器的故障，不斟酌斷路器、母線、分段開關(guān)和熔斷器的故障。
　　（2）抽樣時(shí)斟酌聯(lián)絡(luò)開關(guān)計(jì)劃檢修下的一重故障。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有元件發(fā)生故障時(shí)，不檢修，推延到無故障狀態(tài)時(shí)再進(jìn)行計(jì)劃檢修。
　　（3）當(dāng)某條主饋線上有線路故障，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)則認(rèn)為其他饋線正常運(yùn)行。
　　（4）若主饋線故障引發(fā)分支線故障的事務(wù)的恢復(fù)時(shí)間與此分支線的上一次故障恢復(fù)時(shí)間相堆疊，則修改上一次故障事務(wù)累加的停電時(shí)間、停電電量和停電損失費(fèi)用。
　�。�5）若主饋線故障引發(fā)分支線故障的事務(wù)的恢復(fù)時(shí)間與此分支線下一次故障恢復(fù)時(shí)間相堆疊，則修改下一次分支線的故障時(shí)間和修復(fù)時(shí)間。
　　抽樣進(jìn)程中用公式(1)和(2)統(tǒng)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)每次停運(yùn)（自己故障或主饋線故障引發(fā)的停運(yùn)）的停電損失費(fèi)用ECOSTi和停電電量EENSi。

式中B為抽樣時(shí)間里引發(fā)負(fù)荷點(diǎn)停電的故障事務(wù)糾合；t1為元件起頭故障的時(shí)刻；t2為元件故障竣事的時(shí)刻；Ci(△t)為負(fù)荷點(diǎn)i停電△t的停電損失費(fèi)用，△t=t-t1；Li(t)為負(fù)荷點(diǎn)i在時(shí)刻t的負(fù)荷。
2.2配電網(wǎng)潮水算法
　　由于配電網(wǎng)是閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行的，所以一般呈輻射狀運(yùn)行，在進(jìn)行聯(lián)絡(luò)開關(guān)操作時(shí)會(huì)泛起短暫的環(huán)網(wǎng)。配電網(wǎng)絡(luò)的線路參數(shù)R/X的比值較年夜，本文彩用前推回代法可以處置簡單的環(huán)網(wǎng)（聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合形成自力的環(huán)網(wǎng)）情況，計(jì)較速度較快。
　　對計(jì)較因聯(lián)絡(luò)開關(guān)的操作而形成簡單環(huán)網(wǎng)的潮水時(shí)，采用單環(huán)分步潮水法[5]。此方式也可計(jì)較因閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)而形成不相關(guān)的環(huán)路的潮水。
　　計(jì)較步驟：
　�。�1）網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)電壓賦初值，取節(jié)點(diǎn)所在饋線的根節(jié)點(diǎn)電壓。
　�。�2）固定環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓，挪用輻射網(wǎng)絡(luò)的潮水法式計(jì)較各環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)下流的輻射分支等值到環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上的注進(jìn)電流。
　�。�3）固定環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上的等值注進(jìn)電流，用公式(3)和(4)遞推尋解環(huán)網(wǎng)支路電流。
　　
式中i1為環(huán)網(wǎng)上第一條支路流過的電流；ik為環(huán)網(wǎng)上第k條支路流過的電流，k=2,3,…,n；Zk,l為第k條支路的正序阻抗；Ij為環(huán)網(wǎng)上第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的等值注進(jìn)電流；△U=U1-Un 1兩條饋線兩頭引發(fā)的電壓差。
　�。�4）遞推尋解環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓
　　
　�。�5）若相鄰兩次迭代中，環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓差值的模的最年夜值小于給定的收斂尺度，則潮水收斂，遏制計(jì)較，否則轉(zhuǎn)步驟（2）。
2.3電網(wǎng)故障后供電恢復(fù)方式
2.3.1方式及步驟
　　本文彩用啟發(fā)式推導(dǎo)算法[6~8]進(jìn)行故障后網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，恢復(fù)對無故障失電區(qū)的供電，并在此根蒂根基上做了一些改良。
　　故障重構(gòu)中的幾個(gè)概念。支持饋線，系指經(jīng)由過程聯(lián)絡(luò)開關(guān)與非故障失電區(qū)直接相連的饋線；有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)，系指一端接在正常的供電饋線上、另外一端連在期待恢復(fù)供電區(qū)上的聯(lián)絡(luò)開關(guān)；主支持饋線，系指閉合有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)的首先對期待恢復(fù)供電區(qū)進(jìn)行供電的支持饋線。
　　算法步驟：
　�。�1）計(jì)較閉合有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)冗余載流量最年夜的支持饋線的潮水并進(jìn)行平安校驗(yàn)，若電流越限則繼續(xù)步驟（2）；否則檢驗(yàn)電壓是否越限。若電壓越限，則選擇聯(lián)絡(luò)開關(guān)冗余載流量次之的聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，以消除電壓越限。若能消除電壓越限，則全數(shù)恢復(fù)供電成功，竣事流程；否則依然閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)冗余量最年夜的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，然后繼續(xù)步驟（2）。
　　（2）依照有用聯(lián)絡(luò)冗余載流量從年夜到小的順序，逐個(gè)尋覓相匹配的分段開關(guān)并進(jìn)行操作，將部門期待恢復(fù)供電區(qū)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移給其它支持饋線。每操作一次開關(guān)對，對操作開關(guān)對的支持饋線要進(jìn)行一次平安校驗(yàn)。若平安越限，則提取下一個(gè)有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)；否則對主支持饋線進(jìn)行平安校驗(yàn)。若越限則提取下一個(gè)有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)，否則竣事流程。若有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)輪回終了，主支持饋線仍存在平安越限，則進(jìn)進(jìn)步驟（3）。
　�。�3）取消步驟（2）的操作。將支持饋線的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到下一級支持饋線，以增年夜支持饋線上有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)的冗余載流量。然后再重新操作有用聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)，分管期待恢復(fù)供電[1][2][3]下一頁

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石化工業(yè)階段控制器的設(shè)計(jì)與使用

作　者：羅真 著叢 書 名： 冷配在線出 版 社：石油工業(yè)出書社ISBN：9787502164515出書時(shí)間：2008-05-01版　次：1頁　數(shù)：282裝　幀：平裝開　本：16開內(nèi)容簡介　　《石化工業(yè)階段控制器的設(shè)計(jì)與使用》連系石化生產(chǎn)階段，介紹了控制技術(shù)的成長、控制器的設(shè)計(jì)、無模子控制技術(shù)及使用、展望控制及使用等中國風(fēng)機(jī)信息網(wǎng)編纂，理論聯(lián)系現(xiàn)實(shí)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。《石化工業(yè)階段控制器的設(shè)計(jì)與使用》適于從事生產(chǎn)階段自動(dòng)化、計(jì)較機(jī)使用和電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為年夜專院校工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、自動(dòng)化儀表、計(jì)較機(jī)使用等專業(yè)的教材和教授教養(yǎng)參考書。圖書目錄　　緒論第一章 典型工業(yè)階段控制器的設(shè)計(jì)與使用第一節(jié) 壓力控制工程的控制器設(shè)計(jì)與使用1、Bang-Bang控制與切換曲面2、變結(jié)構(gòu)控制工程3、催化穩(wěn)定塔頂壓力雙�？刂破髟O(shè)計(jì)與使用4、加熱爐瓦斯壓力控制器設(shè)計(jì)與使用第二節(jié) 小本體聚丙烯聚合釜的壓力控制器的設(shè)計(jì)與使用1、簡介2、工藝簡介3、控制方案的設(shè)計(jì)4、聚合釜的壓力法式控制5、使用效果第三節(jié) 液面控制工程控制器的設(shè)計(jì)與使用1、延遲焦化分餾塔底液面控制器的設(shè)計(jì)與使用2、Ⅱ糠醛塔-2/A液面控制器的設(shè)計(jì)與使用第四節(jié) 氣壓機(jī)防喘振控制器的設(shè)計(jì)與使用1、簡介2、控制工程的實(shí)行3、流量的計(jì)較及快開、慢關(guān)功能的軟件到達(dá)4、對軸流風(fēng)機(jī)控制工程的改造5、使用效果第五節(jié) 采用回回方程在汽油、航煤質(zhì)量控制中控制器的設(shè)計(jì)與使用1、簡介2、工藝簡介3、控制方案組成4、法式的編制5、使用效果第六節(jié) 加熱爐出口溫度控制器的設(shè)計(jì)與使用1、簡介2、工藝簡介3、控制方案組成4、控制工程分析5、使用效果第七節(jié) 糠醛裝配塔－3A液面與爐－3出口溫度控制工程綜合設(shè)計(jì)與實(shí)行1、工藝簡介2、控制工程分析3、控制工程的設(shè)計(jì)與組成4、使用效果第二章 PID參數(shù)自整定控制器技術(shù)第一節(jié) KMM自整定控制器（STC）第二節(jié) FOXBORO－ExAcT自整定PID控制器1、專家法的算法2、特征識他人工智能化3、自整定控制器的操作4、具體的參數(shù)設(shè)定5、預(yù)整定的使用方式6、非線性功能（NLN）第三節(jié) YEWSERIES－80專家自整定控制器1、簡介2、研制方針及特征3、STC的工作原理4、STC的動(dòng)作第四節(jié) 東芝TOSDIC2自由度PID自整定控制器1、簡介2、用戶宗旨及特征3、軟件包第五節(jié) TDCS3000－SSC自整定控制器1、簡介2、自整定功能第六節(jié) 使用范圍第三章 基于熟練操作員常識的專家智能控制器的研究設(shè)計(jì)與使用第一節(jié) PID算式的研究1、PID控制算法2、PID算法的改良3、PID控制器參數(shù)的整定及采樣周期的選擇第二節(jié) 仿人智能的研究1、仿人智能控制的原理與結(jié)構(gòu)2、仿真實(shí)例3、仿人智能控制器的使用實(shí)例4、使用效果第三節(jié) 智能控制簡介1、智能控制及其研究對象和數(shù)學(xué)工具2、智能控制工程3、智能控制的成長概況……第四章 無模子控制器在生產(chǎn)實(shí)踐中的使用第五章 UMCA控制算法與UCS控制工程第六章 模子展望控制及使用實(shí)例參考文獻(xiàn)

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