电力系统故障、检修、过负荷、雷击停运联合概率计算方法与流程

本发明涉及电网电力技术领域，更具体的，涉及一种电力系统故障、检修、过负荷、雷击停运联合概率计算方法。

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，一旦发生线路雷击而退出运行的情况，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，一旦发生一条线路雷击而退出运行的情况，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发生雷击而退出运行时，负荷才会完全失去电源。当电网变压器、线路等元件发生雷击时，一旦一条线路发生雷击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发生雷击退出运行，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、线路等元件发生雷击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、线路等元件发生雷击时余下线路过负荷的状态，这种方法对线路和变压器发生雷击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；加上线路因发生雷击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。

技术实现要素：

在输电和变电两级多元件并列的电力系统中，若并列运行变压器和线路发生故障、过负荷、计划检修、被雷击而退出运行，将给供电系统带来很大的风险，同时给负荷带来巨大的影响和损失。当故障、过负荷、计划检修、被雷击为随机事件并服从泊松分布时，变压器和线路的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率成为影响输电和变电两级多元件并列的电力系统停运概率大小的主要因素，同时影响停运事件的过程。

本发明为了能准确估算并列运行的变压器和线路遭到故障、过负荷、计划检修、被雷击而退出运行的风险大小，从而为供电管理提供技术指导，减少给负荷带来的影响和损失，提供了一种电力系统故障、检修、过负荷、雷击停运联合概率计算方法。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种电力系统故障、检修、过负荷、雷击停运联合概率计算方法，该计算方法应用在输电和变电两级多元件并列的电力系统中，所述的输电和变电两级多元件并列的电力系统包括：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，其中sd＝pd+jqd，pd表示负荷有功功率，qd表示负荷无功功率；所述输电部分为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；

所述该计算方法步骤如下：

s1：分别定义线路、变压器在运行周期to内的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率；

s2：构建第i条线路li故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数，构建第i台变压器ti故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数；

s3：构建线路在一个小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击的联合概率密度函数，构建变压器在一个小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击的联合概率密度函数；

s4：结合以上步骤，构建输电和变电两级多元件并列的电力系统停运的联合概率

优选地，步骤s1，具体地，定义在运行周期to内，线路l1、l2、l3、…、lnl的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率分别为其中i＝1,2,...,nl；定义在运行周期to内，变压器的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率分别为其中i＝1,2,...,nt；所述故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率均以次/to表示。

进一步地，步骤s2，根据线路和变压器故障、过负荷、计划检修、被雷击均为随机事件并服从泊松分布；假设在时间t内线路故障、过负荷、计划检修、被雷击的次数为x；

则第i条线路li故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nl；

则第i台变压器ti故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nt。

进一步地，步骤s3，线路在一小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击时，t＝1，x＝1；由此得到线路在一个小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击的联合概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nl。

进一步地，步骤s3，变压器在一小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击时，t＝1，x＝1；由此得到变压器在一个小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击的联合概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nt。

优选地，输电和变电两级多元件并列的电力系统停运的联合概率为：

本发明的有益效果如下：本发明通过联合线路、变压器的故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数，构建输电和变电两级多元件并列的电力系统停运的联合概率联合概率能准确估算出线路和变压器发生故障、过负荷、计划检修、被雷击的风险大小，为供电管理提供技术指导，从而减少对负荷的影响和损失。

附图说明

图1是单级多条线路多台变压器并列运行的供电系统。

图2是本发明概率计算方法流程步骤。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

实施例1

一种电力系统故障、检修、过负荷、雷击停运联合概率计算方法，该方法主要应用在输电和变电两级多元件并列的电力系统中。如图1所示，所述的输电和变电两级多元件并列的电力系统包括：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，其中sd＝pd+jqd，pd表示负荷有功功率，qd表示负荷无功功率；所述的输电部分为nl条线路组成的并列系统，所述的变电部分为nt台变压器组成的并列系统，所述的负荷为nl个具有不同特性的本地负荷并列汇合而成。

如图2所示，所述电力系统故障、检修、过负荷、雷击停运联合概率计算方法的步骤如下：

步骤s1：分别定义路、变压器在运行周期to内的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率；

具体地，定义在运行周期to(如一小时、一天、一周、一年等)内，线路l1、l2、l3、…、lnl的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率分别为其中i＝1,2,...,nl；定义在运行周期to(如一小时、一天、一周、一年等)内，变压器的故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率分别为其中i＝1,2,...,nt；所述故障率、过负荷率、计划检修率、被雷击率均以次/to表示，例如故障率为0.02次/小时，过负荷率为0.05次/小时，计划检修率为0.002次/小时，被雷击率为0.006次/小时。

步骤s2：构建第i条线路li故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数，构建第i台变压器ti故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数。

本实施例根据线路和变压器故障、过负荷、计划检修、被雷击均为随机事件并服从泊松分布；假设在时间t内线路故障、过负荷、计划检修、被雷击的次数为x；

则第i条线路li故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nl；

则第i台变压器ti故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nt。

步骤s3：若线路在一小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击时，则t＝1，x＝1；由此得到线路在一个小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击的联合概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nl。

同理，若变压器在一小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击时，则t＝1，x＝1；由此得到变压器在一个小时内同时故障、过负荷、计划检修、被雷击的联合概率密度函数分别为：

其中：i＝1,2,...,nt。

步骤s4：结合以上步骤，构建输电和变电两级多元件并列的电力系统停运的联合概率所述的输电和变电两级多元件并列的电力系统停运联合概率为：

本实施例通过计算电力系统中并列运行变压器和线路故障、过负荷、计划检修、被雷击的概率密度函数，并进行联合，得到输电和变电两级多元件并列的电力系统停运的联合概率其能准确估算整个供电系统停运的风险大小，为供电管理提供技术指导，减少给负荷造成的损失。

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。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。