电力系统可靠性控制方法及系统与流程

本发明涉及电力技术，尤其涉及一种电力系统可靠性控制方法及系统。

背景技术：

1、电力系统作为社会保障的基础行业，其运行情况与国民生活以及社会经济生活密切相关，能够保证提供一个安全、高效、持续、稳定的电力供给环境是对电力工作的基本要求。电力系统的任务是向用户提供源源不断、质量合格的电能。由于电力系统的设备，包括发电机、变压器、输电线路、断路器等一次设备及与之配套的二次设备，都会发生不同类型的故障，从而影响电力系统正常运行和对用户正常供电。

2、cn201810400017.4，用于高比例风电并网的电力系统的可靠性评估方法，包括对待分析区域的风电场出力进行建模；获取待分析区域在风电接入前的电力系统可靠性指标；获取待分析区域在风电接入后的电力系统可靠性指标；建立待分析区域在风电接入后的电力系统中的储能系统模型；获取待分析区域在风电和储能系统接入后的电力系统的可靠性指标，从而完成可靠性评估。

3、cn201410655623.2，一种评估电力系统可靠性的方法，包括(1)对所述电力系统参数初始化；(2)计算所述电力系统每一状态xi的pl(xi)；(3)计算所述电力系统每一状态xi的w(xi；u,vk-1)；(4)更新参数(5)判断是否满足rk=pl总；(6)计算对偶抽样的系统切负荷标志和切负荷量(7)计算w(xi；u,v*)，统计lolp和edns及其收敛系数βlolp和βedns；(8)判断是否满足βlolp≤βmax且βedns≤βmax或n2≥nmax；(9)输出可靠性指标。本发明提出的方法在元件故障率较低，即可靠性系统的可靠性评估中仍然高效可靠，充分表明该方法适用于不同可靠性系统的可靠性评估。

4、但是现有技术中对于电力系统的可靠性控制往往只考虑单方面的内容，而电力系统是一个复杂的系统，需要至少从多个方面进行综合考虑，从而实现可靠性控制。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种电力系统可靠性控制方法及系统，至少能够解决现有技术中部分问题。

2、本发明实施例的第一方面，

3、提供一种电力系统可靠性控制方法，包括

4、使用系统拓扑和组件连接关系建立电力系统的可用性模型，使用可用性公式，考虑各组件的故障率和维修时间，计算电力系统正常运行的概率；

5、将各个组件的故障作为事件，并映射到故障树的树节点中，基于叶节点优先生长策略，通过节点增益函数确定当前叶节点的增益值，选择当前叶节点中拥有最大增益的节点进行分裂，得到最大增益值并根据所述最大增益值迭代进行节点分裂，构建故障树；

6、基于所述故障树，以最小化运行成本为第一目标构建第一目标函数，设置与所述第一目标函数对应的第一约束条件，以及以最大化系统可靠性为第二目标构建第二目标函数，设置与所述第二目标函数对应的第二约束条件，通过多目标优化算法进行综合求解，确定系统调控策略。

7、在一种可选的实施方式中，

8、使用系统拓扑和组件连接关系建立电力系统的可用性模型，使用可用性公式，考虑各组件的故障率和维修时间，计算所述电力系统正常运行的概率包括：

9、根据电力系统的实际构成，定义系统中的各个组件，建立组件之间的拓扑结构，即定义它们之间的连接关系；定义系统和组件的状态，使用组件拓扑结构和状态定义，建立状态转移图，描述各个组件状态之间的转移关系；

10、将系统初始化为正常运行状态，对于每个状态，计算它转移到其他状态的概率；

11、将所有状态之间的转移概率组成一个状态转移矩阵，利用状态转移矩阵，使用马尔可夫链的方法计算所述电力系统处于正常运行状态的概率，所述电力系统的可用性即为正常运行状态的稳态概率之和。

12、在一种可选的实施方式中，

13、通过节点增益函数确定当前叶节点的增益值，选择当前叶节点中拥有最大增益的节点进行分裂，得到最大增益值包括：

14、；

15、其中， d表示当前节点的数据集， y i表示样本 i的真实标签， y avg表示当前节点的均值， y split表示分裂后的节点均值， max split ()表示在所有可能的方式中选择能够最大化损失函数的分裂方式。

16、在一种可选的实施方式中，

17、以最小化运行成本为第一目标构建第一目标函数，设置与所述第一目标函数对应的第一约束条件包括：

18、基于电力系统中燃料成本、人工费用以及系统折旧费用，构建电力系统运行成本；

19、基于电力系统中维护人员工资、零部件成本构建电力系统的维护成本；

20、基于电力系统中部件故障后的修复费用以及停机损失构建电力系统的故障成本；

21、分别为所述运行成本分配第一权重参数、为所述维护成本分配第二权重参数以及为所述故障成本分配第三权重参数，构建所述第一目标函数；

22、设置与所述第一目标函数对应的第一约束条件包括所述电力系统处于正常运行状态的概率大于等于预先设定的最小可用性阈值。

23、在一种可选的实施方式中，

24、以最大化系统可靠性为第二目标构建第二目标函数，设置与所述第二目标函数对应的第二约束条件包括：

25、确定所述电力系统中各个组件的处于正常运行状态的第一概率、各个组件两次连续故障之间的第一时间间隔以及各个组件从故障发生到修复完成的第二时间间隔；

26、将所述第一概率进行汇总，并且为汇总后概率分配转换系数，将所述汇总后概率转换为正常运行时间，分别为所述正常运行时间分配第一时间权重、为所述第一时间间隔分配第二时间权重以及为所述第二时间间隔分配第三时间权重，构建所述第二目标函数；

27、设置与所述第二目标函数对应的第二约束条件包括所述电力系统中各个组件的处于正常运行状态的概率大于等于预设目标可用性阈值。

28、在一种可选的实施方式中，

29、通过多目标优化算法进行综合求解，确定系统调控策略包括：

30、将所述第一目标函数对应的第一目标值和所述第二目标函数对应的第二目标值作为初始化种群，并对所述初始化种群进行随机化处理，所述初始化种群包括多个粒子；

31、根据预设的帕累托约束因子，结合所述第一目标函数和所述第二目标函数确定每个粒子对应的初始适应度值；

32、基于所述初始适应度值动态设置交叉率和变异率，基于所述交叉率和变异率对所述初始化种群中粒子进行交叉和变异操作，将交叉和变异操作后粒子的适应度值作为非支配解，进行帕累托排序，并确定每个粒子的拥挤度；

33、依次迭代计算粒子的拥挤度，并且每次将拥挤度最高的粒子替换掉拥挤度最低的粒子，直至所有的粒子均被遍历，完成对粒子的更新，将更新后粒子中拥挤度最高的粒子作为目标粒子，确定系统调控策略。

34、本发明实施例的第二方面，

35、提供一种电力系统可靠性控制系统，包括：

36、第一单元，用于使用系统拓扑和组件连接关系建立电力系统的可用性模型，使用可用性公式，考虑各组件的故障率和维修时间，计算电力系统正常运行的概率；

37、第二单元，用于将各个组件的故障作为事件，并映射到故障树的树节点中，基于叶节点优先生长策略，通过节点增益函数确定当前叶节点的增益值，选择当前叶节点中拥有最大增益的节点进行分裂，得到最大增益值并根据所述最大增益值迭代进行节点分裂，构建故障树；

38、第三单元，用于基于所述故障树，以最小化运行成本为第一目标构建第一目标函数，设置与所述第一目标函数对应的第一约束条件，以及以最大化系统可靠性为第二目标构建第二目标函数，设置与所述第二目标函数对应的第二约束条件，通过多目标优化算法进行综合求解，确定系统调控策略。

39、本发明实施例的第三方面，

40、提供一种电子设备，包括：

41、处理器；

42、用于存储处理器可执行指令的存储器；

43、其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。

44、本发明实施例的第四方面，

45、提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。

46、本发明实施例的有益效果可以参考具体实施方式中技术特征对应的效果，在此不再赘述。