一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法技術

一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，屬于電力系統規劃技術領域；包括：根據配電網所處區域氣候條件劃分該區域氣象防護等級；計算各線路在各氣象防護等級下的歷史故障率；根據歷史故障率預測規劃期線路復合故障率預測值；制定候選配電網差異化規劃方案；構建綜合評估體系，對各候選配電網差異化規劃方案進行評價，選擇最優的配電網差異化規劃方案；本發明專利技術考慮復合氣象災害對配電網的影響，提高配電網的綜合應災能力，保障配電網的安全運行；復合故障率經濟風險評估，平衡成本與故障災害風險；從故障恢復能力的角度對規劃方案進行評估，對促進配電網規劃工作的應用和完善具有更重要的現實意義；可以提高配電網規劃效率和規劃質量。

A differential planning method for distribution network considering the risk of complex faults

A distribution network considering the composite failure risk differentiation planning method, which belongs to the technical field of electric power system planning; including: according to the distribution network by regional climate division of the regional meteorological protection level; calculation of each line in the history of the fault protection rate under the weather; according to the rate predicted route planning period composite failure rate prediction value the history of the fault; formulate candidate distribution network differential planning scheme; to construct a comprehensive evaluation system of each candidate distribution network difference evaluation dissimilation plan, selection of optimal distribution network differential planning scheme; the invention considering the effects of meteorological disasters on complex distribution network, improve the distribution network comprehensive disaster preparedness, to ensure safe operation distribution network; composite failure rate and economic risk assessment, balancing cost and fault disaster risk; ability to recover from fault point of planning schemes Line evaluation has more important practical significance in promoting the application and improvement of distribution network planning, and can improve the efficiency of distribution network planning and planning quality.

【技術實現步驟摘要】
一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法
本專利技術屬于電力系統規劃
，具體涉及一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法。
技術介紹
隨著電網規模的不斷擴大，人們對電能質量的要求越來越高，而近年極端氣象災害頻繁發生，線路發生故障的概率明顯增加。當發生重大災害時，保障配電網安全穩定運行和重要負荷的持續供電就至關重要。傳統的配電網規劃通過規劃期間負荷預測和現有網架結構的分析，確定最優的規劃方案，在滿足負荷要求和安全可靠供電的前提下，使配電網的建設和運行成本最小，其主要針對可靠性進行量化分析，較少從綜合氣象災害等級方面考慮對配電網線路故障風險和供電可靠性的影響，而在對規劃方案進行評估時，未能考慮故障風險對規劃方案經濟性的影響。同時，在構建堅強電網的政策下，提高配電網的應災能力也具有重要意義，對配電網的災后恢復力要求也越來越高。因此，在配電網規劃中綜合考慮氣象災害因素，根據復合故障風險對重要環節實施不同防護等級的加強，平衡成本與故障災害風險，在保障可靠性的前提下，盡可能提高規劃方案的經濟性和有效性顯得尤為重要。目前，我國的配電網結構較為脆弱，應災能力還不夠強，針對復合氣象因素配電網規劃技術研究還較為薄弱，不能從多方面反映應災能力的實際情況，同時也缺乏有效可行的評估規劃方法。因此，應充分考慮復合氣象災害因素影響，從有效提高配電網應災能力入手，做好配電網有效性評估工作，提出科學合理的應急能力評估規劃方法，以提高我國電網的應災能力。
技術實現思路
針對上述現有技術存在的不足，本專利技術提供一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法。本專利技術的技術方案：一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，包括如下步驟：步驟1：根據配電網所處區域氣候條件劃分該區域氣象防護等級：步驟1-1：制定配電網所處區域當前時段的各實時氣象信息評分規則，所述氣象信息包括：氣溫、氣壓、濕度、風向、風速、水汽通量和地形因素，計算各實時氣象信息評分分值之和所在區間q1；步驟1-2：制定配電網所處區域當前時段的下一小時時段的延時氣象信息與當前時段氣象信息積累效應評分規則，計算各延時氣象信息積累效應評分分值之和所在區間q2；步驟1-3：制定配電網設備實時狀態評分規則，所述設備實時狀態包括：系統運行電壓、電流、電阻值、溫度和振蕩幅值，計算各設備實時狀態評分分值之和所在區間q3；步驟1-4：計算Q＝q1+q2+q3，根據Q劃分氣象防護等級j，并確定各等級對應的分值區間，j＝1，2，…，m，m為氣象防護等級個數。步驟2：判斷歷史各時刻配電網所處的氣象防護等級，并計算各線路在氣象防護等級j時的歷史故障率λj：步驟3：根據各線路的在多種防護等級下的線路歷史故障率，預測規劃期各線路的線路復合故障率預測值：步驟3-1：利用空間狀態分析法計算各氣象防護等級的平穩狀態概率值；步驟3-2：根據各氣象防護等級的平穩狀態概率值及各線路在各氣象防護等級下的線路歷史故障率，計算各線路復合故障率；例如，可以根據Q將氣象防護等級劃分為5級，分別為正常氣象防護a、次正常氣象防護b、惡劣氣象防護c、次極端氣象防護d和極端氣象防護e；則可建立氣象防護等級頻率方程組如下：考慮氣候條件在整個規劃研究周期內各個狀態之間的轉移過程，根據多態氣候持續時間期望值，得到正常、次正常、惡劣、次極端、極端氣象防護條件下的轉移率(次/小時)分別為：Ab＝1/A，Ac＝1/4A，Ad＝1/4A，Ae＝1/8760，Ba＝1/B，Bc＝1/4B，Bd＝1/4B，Be＝1/8760，Ca＝1/4C，Cb＝1/4C，Cd＝1/4C，Ce＝1/8760，Da＝1/4D，Db＝1/4D，Dc＝1/4D，De＝1/8760，Ea＝1/4E，Eb＝1/4E，Ec＝1/4E，Ed＝1/4E，Pa、Pb、Pc、Pd、Pe分別為正常氣象防護、次正常氣象防護、惡劣氣象防護、次極端氣象防護、極端氣象防護的平穩狀態概率，A，B，C，D，E分別表示正常、次正常、惡劣、次極端、極端氣象防護條件下的期望狀態持續時間，Ab為正常氣象防護向次正常氣象防護的狀態轉移率，Ac為正常氣象防護向惡劣氣象防護的轉移率，Ad為正常氣象防護向次極端氣象防護的轉移率，Ae為正常氣象防護向極端氣象防護的轉移率，Ba為次正常氣象防護向正常氣象防護的轉移率，Bc為次正常氣象防護向惡劣氣象防護的轉移率，Bd為次正常氣象防護向次極端氣象防護的轉移率，Be為次正常氣象防護向極端氣象防護的轉移率，Ca為由惡劣氣象防護向正常氣象防護的轉移率，Cb為由惡劣氣象防護向次正常氣象防護的轉移率，Cd為由惡劣氣象防護向次極端氣象防護的轉移率，Ce為由惡劣氣象防護向極端氣象防護的轉移率，Da為次極端氣象防護向惡劣氣象防護的轉移率，Db為次極端氣象防護向極端氣象防護的轉移率，Dc為次極端氣象防護向惡劣氣象防護的轉移率，De為次極端氣象防護向極端氣象防護的轉移率，Ea為極端氣象防護向正常氣象防護的轉移率，Eb為極端氣象防護向次正常氣象防護的轉移率，Ec為極端氣象防護向惡劣氣象防護的轉移率，Ed為極端氣象防護向次極端氣象防護的狀態轉移率，各氣象防護等級的平穩狀態概率之和為1，即Pa+Pb+Pc+Pd+Pe＝1(2)根據方程組(1)與式(2)，得到各氣象防護等級的平穩狀態概率值。考慮多態氣象防護后的線路復合故障率λf為：λf＝Paλa+Pbλb+Pcλc+Pdλd+Peλe(3)其中，λa、λb、λc、λd、λe分別為氣象防護等級a、b、c、d、e對應的線路歷史故障率；步驟3-3：計算歷史各年線路復合故障率，結合時間序列分析法預測規劃期線路故障風險即線路復合故障率預測值：步驟3-3-1：計算歷史各年線路復合故障率，對歷史線路復合故障率時間序列進行平穩化處理，將非平穩數據序列轉化為均值為0的平穩序列，公式如下：λ'f,t＝|λf,t-λ0|(4)式中λ0為λft的均值，λft為歷史第t年的線路復合故障率。步驟3-3-2：對平穩處理后的線路復合故障率序列進行相關性分析，計算線路故障率時間序列的自相關函數ρt與偏自相關函數φtt：φt,c＝φt-1,c-φtt·φt-1,t-c其中，t為自相關函數與偏自相關函數的階數。步驟3-3-3：計算規劃期中第t年各線路復合故障率預測值其中，t＝1,2,…,n,…,n'，1～n為歷史各年，n～n'為規劃期各年，p和q根據自相關函數ρk與偏自相關函數φkk確定，φ1、φp、εt、θ1、εt-1、θq、εt-q均為參數，l1，…，lp為根據歷史數據與規劃期的年限距離，并結合專家經驗定義的權重值。步驟4：根據各線路的故障率預測值制定候選配電網差異化規劃方案；步驟5：構建綜合評估體系，對各候選配電網差異化規劃方案進行評價，選擇最優的配電網差異化規劃方案。所述綜合評估體系中規劃有效性綜合評價指標主要包括：1、差異化全壽命避險價值，2、差異化彈性恢復期，3、差異化彈性恢復度，4、差異化配電網恢復成本，5、差異化網架可利用率。所述差異化全壽命避險價值為對各配電網候選規劃方案計算考慮風險費用的差異化全壽命避險價值，所述差異化全壽命避險價值主要考慮四個方面：預防效益Ex1、保障效益Ex2、修正效益Ex3、止損效益Ex4。預防效益包括：災害預警效益、工程保險效益、跟蹤監督效本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：根據配電網所處區域氣候條件劃分該區域氣象防護等級；步驟2：判斷歷史各時刻配電網所處的氣象防護等級，并計算各線路在各氣象防護等級下的歷史故障率；步驟3：根據各線路歷史故障率，預測規劃期各線路的線路復合故障率預測值；步驟4：根據各線路的復合故障率預測值制定候選配電網差異化規劃方案；步驟5：構建綜合評估體系，對各候選配電網差異化規劃方案進行評價，選擇最優的配電網差異化規劃方案。

【技術特征摘要】
1.一種考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：根據配電網所處區域氣候條件劃分該區域氣象防護等級；步驟2：判斷歷史各時刻配電網所處的氣象防護等級，并計算各線路在各氣象防護等級下的歷史故障率；步驟3：根據各線路歷史故障率，預測規劃期各線路的線路復合故障率預測值；步驟4：根據各線路的復合故障率預測值制定候選配電網差異化規劃方案；步驟5：構建綜合評估體系，對各候選配電網差異化規劃方案進行評價，選擇最優的配電網差異化規劃方案。2.根據權利要求1所述的考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，所述步驟1具體包括如下步驟：步驟1-1：制定配電網所處區域當前時段的各實時氣象信息評分規則，所述氣象信息包括：氣溫、氣壓、濕度、風向、風速、水汽通量和地形因素，計算各實時氣象信息評分分值之和所在區間q1；步驟1-2：制定配電網所處區域當前時段的下一小時時段的延時氣象信息與當前時段氣象信息積累效應評分規則，計算各延時氣象信息積累效應評分分值之和所在區間q2；步驟1-3：制定配電網設備實時狀態評分規則，所述設備實時狀態包括：系統運行電壓、電流、電阻值、溫度和振蕩幅值，計算各設備實時狀態評分分值之和所在區間q3；步驟1-4：計算Q＝q1+q2+q3，根據Q劃分氣象防護等級，并確定各等級對應的分值區間。3.根據權利要求1所述的考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，所述歷史故障率計算方法為：氣象防護等級為j時的歷史故障率λj為：4.根據權利要求1所述的考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，所述步驟3具體包括如下步驟：步驟3-1：利用空間狀態分析法計算各氣象防護等級的平穩狀態概率值；步驟3-2：根據各氣象防護等級的平穩狀態概率值及各線路在各氣象防護等級下的線路歷史故障率，計算各線路復合故障率；步驟3-3：計算歷史各年線路復合故障率，結合時間序列分析法預測規劃期線路故障風險即線路復合故障率預測值。5.根據權利要求1所述的考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，所述步驟5中綜合評估體系包括規劃有效性綜合評價指標：差異化全壽命避險價值、差異化彈性恢復期、差異化彈性恢復度、差異化配電網恢復成本和差異化網架可利用率。6.根據權利要求4所述的考慮復合故障風險的配電網差異化規劃方法，其特征在于，所述氣象防護等級分為5級，分別為正常氣象防護a、次正常氣象防護b、惡劣氣象防護c、次極端氣象防護d和極端氣象防護e；所述步驟3-1中各氣象防護等級的平穩狀態概率值計算方法為：建立氣象防護等級頻率方程組：其中：Ab＝1/A，Ac＝1/4A，Ad＝1/4A，Ae＝1/8760，Ba＝1/B，Bc＝1/4B，Bd＝1/4B，Be＝1/8760，Ca＝1/4C，Cb＝1/4C，Cd＝1/4C，Ce＝1/8760，Da＝1/4D，Db＝1/4D，Dc＝1/4D，De＝1/8760，Ea＝1/4E，Eb＝1/4E，Ec＝1/4E，Ed＝1/4E；Pa、Pb、Pc、Pd、Pe分別為正常氣象防護、次正常氣象防護、惡劣氣象防護...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張化光，劉鑫蕊，孫秋野，楊凌霄，楊珺，王智良，鄭瑤瑤，何雅楠，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21