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    考慮多重不確定性及相關性的配電網可靠性評估方法研究

    徐雙蝶  
    【摘要】:隨著智能配電網的快速發展和國家對新能源的大力扶持,風力發電和光伏發電等分布式電源、電動汽車等新型用電負荷快速增長。這些新型電源出力及負荷的變化因受到自然資源條件、用戶行為模式、外部環境、地理位置等因素影響而具有較強的隨機性和相關性,大規模接入配電網后,會產生大量不確定性及相關性因素,影響配電網安全可靠運行,若不加以考慮,則可能導致對配電網運行狀態和可靠性的評估出現偏差。另一方面,分布式電源及配電線路等電氣設備的故障會直接破壞系統供電平衡,對供電可靠性造成嚴重影響,而電氣設備的可靠性參數和運行狀態由于受到外部運行環境、設備損耗情況等因素的影響,也存在一定的不確定性與相關性。因此,有必要研究計及多重不確定性及相關性的配電網可靠性評估方法。本文綜合考慮了配電網中存在的多重不確定性及相關性因素,對其進行分析和建模。針對隨機變量相關系數的不確定性,構建變量的三角模糊相關系數矩陣;根據電氣設備可靠性參數因受系統運行狀態影響而產生的不確定性,提出配電線路故障概率-線路潮流條件相依模型;基于分布式電源故障的相關性,建立機組運行狀態邊緣離散Copula模型。這些模型將被應用于配電網可靠性評估中。潮流分析計算是配電網可靠性評估中的一個重要環節。針對不確定性變量間的模糊相關性,本文提出一種基于改進三點估計法的配電網模糊概率潮流計算方法,該方法直接對模糊變量進行解析運算,通過模糊化Nataf變換生成具有模糊相關性的變量樣本,求取輸出變量各階模糊原點矩,并采用改進的Cornish-Fisher級數擬合得到系統潮流變量的模糊概率分布及其隸屬度函數的解析表達。傳統的電力系統可靠性評估方法難以處理電氣設備運行狀態等離散變量的相關性以及設備可靠性參數的不確定性。針對分布式電源故障相關性及線路故障概率隨潮流實時變化的特性,本文提出一種基于改進馬爾可夫鏈蒙特卡羅模擬法的配電網可靠性評估方法,該方法根據變量的全條件概率分布,通過分塊Gibbs采樣法對分布式電源和配電線路運行狀態進行采樣,并應用模糊概率潮流算法進行系統供電狀態判定,進而求取系統可靠性指標。以兩個IEEE標準測試系統和我國華東某地區實際配電系統為例,利用本文提出的方法對算例系統進行模糊概率潮流計算和可靠性評估,說明本文方法的有效性和實用性。在此基礎上,分析說明本文所考慮的多重不確定性及相關性因素會對配電網運行及可靠性產生多尺度的影響。


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