一种电力系统安全性判定方法与流程

技术特征：

1.一种电力系统安全性判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定电力系统所包含的元件类型及拓扑结构，整理可靠性历史数据；

步骤2：确定电力系统拓扑结构的最小通路集；

步骤3：确定电力系统拓扑结构的最小割集；

步骤4：结合元件可靠性历史数据，由最小割集确定电力系统可靠性指标；

步骤5：结合元件可靠性历史数据，以所计算电力系统中可靠性最低的元件不可用率作为判定阈值，并将电力系统可靠性指标与判定阈值对比，判断电力系统安全性是否满足要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤1-1：计算的电力系统元件包括断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、避雷器、架空线和电缆，并确定电力系统中各元件的连接关系，建立拓扑结构；

步骤1-2：整理可靠性历史数据，可靠性历史数据参数包括：元件的故障率、故障平均修复时间、计划检修率、计划检修时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

对于任意给定的含有n个节点的电力系统网络，定义相应的n阶矩阵C＝[C_ij]；对于C_ij，若节点i、j之间无弧直接相连，C_ij＝0；若节点i、j之间有弧a直接相连，C_ij＝1；

定义运算$a\⊗b=\left\{\begin{array}{c}a\·b(a\≠b)\\ 0(a\∩b=a)\end{array}\right.$

C²的定义为C²＝[C_ij²]，1≤i≤n，1≤j≤n，

C^r的定义：C^r＝[C_y^r]，其中2≤r≤n-1，则C_ij^r为电源点i到负荷点j之间路长为r的所有最小通路集；i均为电源点，j均为负荷点，计算中表明顺序，P代表序号；

在含n个节点的电力系统网络中，任意两节点间最小路的最大长度≤n-1，对于关联矩阵C，若r≥n，必有C^r＝0，得到任意两节点之间的最小通路全集为由最小通路全集建立连集矩阵T。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：连集矩阵T的每一列代表电力系统网络的一条支路，其行数为网络的最小连集数，每一行代表一条最小通路，T_MN＝1表示序列号为N的支路在第M个最小路中，T_MN＝0则表示序列号为N的支路不在第M个最小路中，由连集矩阵T求出最小割集：对连集矩阵中任意2个列向量，如果进行逻辑加运 算，得到的是单位列向量，则所述2个列向量所对应的2个支路上的元件组成电力系统网络的2阶割集；当所述2个支路上的元件故障时，即电力系统发生故障；同理得到电力系统的多阶割集，在生成某一阶割集时，实时检查是否包含低一阶的割集，若包含，及时删除，不参与以后的计算；根据网络的最小连集矩阵，得到电力系统网络最小割集矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

确定割集阶数，根据割集中各元件之间串并联关系进行可靠性计算，由割集的定义得知：割集中的元件存在并联关系，割集的失效概率用并联系统的原理进行合并；任意割集失效时，电力系统发生故障，割集与割集之间存在着串联关系；当计算完所有排列组合后，得到可靠性指标；

(1)串联等值计算公式如下：

${\mathrm{\λ}}_s=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_k$

$U_s=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_k{r}_k$

$r_s=\frac{U_s}{{\mathrm{\λ}}_s}=\frac{\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_k{r}_k}{\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_k}$

(2)两元件并联：

λ_P＝λ₁λ₂(r₁+r₂)当λ_kr_k＜＜1时

$r_P=\frac{r_1{r}_2}{r_1+r_2}$

U_P＝λ_Pr_P≈λ₁λ₂r₁r₂

其中：λ_s、λ_P分别为元件串联、两元件并联后的故障率，λ_k-元件k的故障率，单位为次/年，r_s、r_P分别为元件串联、两元件并联后的故障平均修复时间，r_k-元件k的故障平均修复时间，单位为小时/次，U_s、U_P元件串联、两元件并联后的电力系统不可用率，λ₁为两元件并联中元件1的故障率，单位为次/年，λ₂为两元件并联中元件2的故障率，单位为次/年。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5中，以单一元件故障是否造成电力系统失稳作为衡量电力系统稳定性的标准，将所计算电力系统中可靠性最低的元件不可用率作为判定阈值，若可靠性指标低于判定阈值，则判定电力系统安全性满足要求。