可靠性评估中多重故障算法的研究
程 林, 郭永基
(清华大学电机工程与应用电子技术系, 北京100084)
摘 要: 针对精确地考虑多重故障的影响遇到的“维数灾”困难, 提出了基于元件持续时间抽样方法, 将多重故障评估转换为单重故障评估, 利用存储系统状态和状态评估结果来减少需要评估的系统状态数, 既实现了精确评估多重故障的影响, 计算量增加又不大。在单重故障评估中, 基于灵敏度分析的负荷控制策略, 保证任何系统状态下单重故障潮流计算收敛, 使多重故障能够顺利转换成单重故障计算。通过IEEE2RTS 算例计算表明, 算法是可信和有效的。
关键词: 可靠性评估; Monte-carlo 模拟法; 元件状态持 续时间抽样; 灵敏度分析; 负荷控制策略
中图分类号: TM 712 文献标识码: A
文章编号: 100020054 (2001) 0320069204
大规模电力系统的多重故障对系统可靠性指标的影响是不容忽略的。IEEE2RTS 测试系统[ 1 ]是包括71 个元件的中型电力系统, 用解析法计算表明[ 1 ]系统多重故障(3 重及3 重以上) 的概率为0. 165 2。
虽然单个多重故障状态发生的概率很小, 但随着系统规模的增大, 多重故障的组合数目以指数增加, 因此在大规模电力系统可靠性评估中多重故障状态占有较大比重, 不能将它们忽略。
目前发输电合成系统充裕度评估方法分为两大类: 偶发事故枚举法即解析方法、Monte-Carlo 模拟法即模拟方法, 一般均采用故障筛选技术。如文[1 ]采用偶发事故枚举法, 文[2 ]采用基于系统状态抽样方法的Mon te2Carlo 模拟法, 文[3 ]采用自组织神经
网络模型, 但均限定只评估到4 重或5 重发电机和2 重或3 重线路故障, 忽略更高重数故障。文[ 4 ]中引入基于同心松弛概念的启发性思想, 提出通过构造双重故障加速表来近似评估多重故障的影响, 但仍未解决精确评估多重故障影响的问题。
如何精确地考虑多重故障的影响是进行发输电合成系统充裕度评估迫切需要解决的问题。论文结合Monte-Carlo 模拟法中元件状态持续时间抽样方法, 提出将多重故障评估转换为单重故障评估来简化评估过程, 并利用存储系统状态和状态评估结果来减少需要评估的系统状态数, 以实现精确评估多重故障的影响, 并使计算量增加不大。
1 考虑多重故障的可靠性评估算法
元件状态持续时间抽样法是一种时序Monte-Carlo 法。假定元件运行时间和故障状态下修复时间服从某种概率分布, 通常电力系统可靠性评估常
用指数分布, 然后根据元件的故障率和修复率确定该元件在给定时间段内的状态和状态持续时间。当给定时间段内所有元件的状态和状态持续时间确定后, 就可以获得系统的状态序列和持续时间。抽样原理如图1 所示, 先通过对3 个元件(A ,B 和C) 的运行和故障状态持续时间模拟, 然后获得系统状态和
