分布式电源的配电网可靠性评估方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及配电网，尤其涉及一种分布式电源的配电网可靠性评估方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、可靠性评估研究对配电网的运行分析具有重要的意义，由于分布式电源渗透率的逐渐提高，考虑分布式电源的配电网可靠性评估越来越受到重视。分布式电源在系统发生部分故障后，可以通过划分孤岛对故障下游的部分负荷进行供电，从而提高供电可靠性。主动配电网可靠性评估中的一个重要环节就是考虑网络重构和负荷恢复对可靠性指标的影响。

2、现有的主动配电网可靠性评估多对仿真有依赖性，模拟法在考虑孤岛负荷恢复时，需要知道分布式电源出力及负荷需求的时序曲线，对数据的依赖性比较高，因此需要新的技术方案来解决上述问题。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种分布式电源的配电网可靠性评估方法、装置、设备及介质，从而有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种分布式电源的配电网可靠性评估方法，包括如下步骤：

3、针对配电网各节点建立基于虚拟网络的线性最优潮流模型；

4、根据所述线性最优潮流模型，建立主动配电网可靠性指标解析计算表达式；

5、考虑网络重构和负荷恢复，对所述主动配电网可靠性指标解析计算表达式求解，得到可靠性指标。

6、进一步地，所述线性最优潮流模型包括：

7、

8、

9、

10、

11、

12、其中，表示虚拟网络中支路ij上由节点i流向节点j的虚拟功率；表示虚拟网络中变电站节点i注入的功率；υ表示支路的集合；表示虚拟网络中支路ij上由节点j流向节点i的虚拟功率；ψi表示与节点i相连的节点的集合；为虚拟网络中节点i的负荷需求；ψj表示与节点j相连的节点的集合；ψn表示系统节点的集合；ψln表示负荷节点的集合。

13、进一步地，所述建立主动配电网可靠性指标解析计算表达式，包括如下步骤：

14、基于所述线性最优潮流模型的最优潮流计算结果，计算节点修复-切换中断故障率、节点切换中断故障率、节点修复-切换中断故障时间、节点切换中断故障时间；

15、基于上述参数，建立可靠性指标解析计算表达式。

16、进一步地，所述可靠性指标包括：节点的平均故障率、节点的平均故障时间、系统平均停电指标、系统平均停电持续时间指标、系统平均供电可用率指标和电量不足指标。

17、进一步地，计算节点修复-切换中断故障率节点切换中断故障率节点修复-切换中断故障时间和节点切换中断故障时间包括：

18、

19、

20、

21、

22、式中，γ表示支路的集合；表示虚拟网络中支路ij上由节点i流向节点j的虚拟功率；表示虚拟网络中支路ij上由节点j流向节点i的虚拟功率；λij表示支路ij的故障率；ψln表示负荷节点的集合；ψss表示变电站节点的集合；ψi表示与节点i相连的节点的集合；ψs'表示与节点s'相连的节点的集合；是表明支路rs'是否向节点s'注入功率的参数；λrs'表示支路rs'的故障率；是表明节点s'是否在断路器保护的分支范围内的参数；表示由于支路ij故障而产生修复-切换中断的持续时间；表示由于支路rs'故障而产生切换中断的持续时间；表示由于支路ij故障而产生切换中断的持续时间。

23、进一步地，所述建立可靠性指标解析计算表达式，包括：

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、式中，cifs表示节点的平均故障率；cids表示节点的平均故障时间；saifi表示系统平均停电指标；saidi表示系统平均停电持续时间指标；asai表示系统平均供电可用率指标；ensi表示电量不足指标；ncs表示节点s上的用户数；la(s)表示节点s的负荷平均值；是表明节点s是否在断路器保护的分支范围内的参数；是表明支路rs是否向节点s注入功率的参数。

31、进一步地，所述对所述主动配电网可靠性指标解析计算表达式求解，包括：

32、考虑网络重构和负荷恢复后，计算修正后的节点修复-切换中断故障率、修正后的节点切换中断故障率、修正后的节点修复-切换中断故障时间和修正后的节点切换中断故障时间；

33、将上述修正后的参数代入所述可靠性指标解析计算表达式中。

34、进一步地，所述修正后的节点修复-切换中断故障率包括：

35、

36、式中，ins表示节点s是否在网络重构后的计划孤岛内，ins＝1表示节点在孤岛内，ins＝0表示节点不在孤岛内；为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

37、进一步地，所述修正后的节点切换中断故障率包括：

38、

39、式中，ins表示节点s是否在网络重构后的计划孤岛内，ins＝1表示节点在孤岛内，ins＝0表示节点不在孤岛内；为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

40、进一步地，所述修正后的节点修复-切换中断故障时间包括：

41、

42、式中，ins表示节点s是否在网络重构后的计划孤岛内，ins＝1表示节点在孤岛内，ins＝0表示节点不在孤岛内；为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

43、进一步地，所述修正后的节点切换中断故障时间包括：

44、

45、式中，为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

46、本发明还包括一种分布式电源的配电网可靠性评估装置，使用如上述的方法，包括：

47、建模单元，所述建模单元用于针对配电网各节点建立基于虚拟网络的线性最优潮流模型；

48、评价单元，所述评价单元根据所述线性最优潮流模型，建立主动配电网可靠性指标解析计算表达式；

49、求解单元，所述求解单元用于考虑网络重构和负荷恢复，对所述主动配电网可靠性指标解析计算表达式求解，得到可靠性指标。

50、进一步地，所述建模单元建立的线性最优潮流模型包括：

51、

52、

53、

54、

55、

56、其中，表示虚拟网络中支路ij上由节点i流向节点j的虚拟功率；表示虚拟网络中变电站节点i注入的功率；γ表示支路的集合；表示虚拟网络中支路ij上由节点j流向节点i的虚拟功率；ψi表示与节点i相连的节点的集合；为虚拟网络中节点i的负荷需求；ψj表示与节点j相连的节点的集合；ψn表示系统节点的集合；ψln表示负荷节点的集合，ψss表示变电站节点的集合。

57、进一步地，所述评价单元还包括：

58、计算模块，所述计算模块基于所述线性最优潮流模型的最优潮流计算结果，计算节点修复-切换中断故障率、节点切换中断故障率、节点修复-切换中断故障时间、节点切换中断故障时间；

59、可靠性指标模块，所述可靠性指标模块用于基于上述参数，建立可靠性指标解析计算表达式。

60、进一步地，所述可靠性指标模块中可靠性指标包括：节点的平均故障率、节点的平均故障时间、系统平均停电指标、系统平均停电持续时间指标、系统平均供电可用率指标和电量不足指标。

61、进一步地，计算节点修复-切换中断故障率节点切换中断故障率节点修复-切换中断故障时间和节点切换中断故障时间包括：

62、

63、

64、

65、

66、式中，γ表示支路的集合；表示虚拟网络中支路ij上由节点i流向节点j的虚拟功率；表示虚拟网络中支路ij上由节点j流向节点i的虚拟功率；λij表示支路ij的故障率；ψln表示负荷节点的集合；ψss表示变电站节点的集合；ψi表示与节点i相连的节点的集合；ψs'表示与节点s'相连的节点的集合；是表明支路rs'是否向节点s'注入功率的参数；λrs'表示支路rs'的故障率；是表明节点s'是否在断路器保护的分支范围内的参数；表示由于支路ij故障而产生修复-切换中断的持续时间；表示由于支路rs'故障而产生切换中断的持续时间；表示由于支路ij故障而产生切换中断的持续时间。

67、进一步地，所述建立可靠性指标模块建立的可靠性指标解析计算表达式，包括：

68、

69、

70、

71、

72、

73、

74、式中，cifs表示节点的平均故障率；为节点修复-切换中断故障率；为节点切换中断故障率；ψln表示负荷节点的集合；cids表示节点的平均故障时间；为节点修复-切换中断故障时间；为节点切换中断故障时间；saifi表示系统平均停电指标；ncs表示节点s上的用户数；saidi表示系统平均停电持续时间指标；asai表示系统平均供电可用率指标；ensi表示电量不足指标；la(s)表示节点s的负荷平均值。

75、进一步地，所述求解单元还包括：

76、修正模块，所述修正模块用于考虑网络重构和负荷恢复后，计算修正后的节点修复-切换中断故障率、修正后的节点切换中断故障率、修正后的节点修复-切换中断故障时间和修正后的节点修复-切换中断故障时间；

77、代入模块，所述代入模块用于将上述修正后的参数代入所述可靠性指标解析计算表达式中。

78、进一步地，所述修正模块修正后的节点修复-切换中断故障率包括：

79、

80、式中，ins表示节点s是否在网络重构后的计划孤岛内，ins＝1表示节点在孤岛内，ins＝0表示节点不在孤岛内；为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

81、进一步地，所述修正模块修正后的节点切换中断故障率包括：

82、

83、式中，ins表示节点s是否在网络重构后的计划孤岛内，ins＝1表示节点在孤岛内，ins＝0表示节点不在孤岛内；为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

84、进一步地，所述修正模块修正后的节点修复-切换中断故障时间包括：

85、

86、式中，ins表示节点s是否在网络重构后的计划孤岛内，ins＝1表示节点在孤岛内，ins＝0表示节点不在孤岛内；为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

87、进一步地，所述修正模块修正后的节点切换中断故障时间包括：

88、

89、式中，为网络重构后的计划孤岛形成率；ilij表示线路ij是否在计划孤岛内，ilij＝1表示线路在孤岛内，ilij＝0表示线路不在孤岛内。

90、本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。

91、本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。

92、本发明的有益效果为：本发明中的方法在不进行仿真的前提下，运用代数的方法计算了系统的可靠性指标，针对大规模的辐射状网络，不需要做过多额外的工作，依旧可以适用，在一定程度上弥补了传统解析法不适用于复杂网络的缺陷。