一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，包括以下步驟：利用歷遍的方法確定直流配電系統(tǒng)的最小割集；根據(jù)系統(tǒng)的元件和最小割集構(gòu)建直流配電系統(tǒng)的三層式貝葉斯模型；利用第一層各元件的故障率和修復(fù)率，確定三層式貝葉斯模型的第一層元件的邊緣概率分布，再利用層與層以及層內(nèi)部元素之間的邏輯關(guān)系，確定三層式貝葉斯模型的邊緣概率分布表；當(dāng)系統(tǒng)元件數(shù)目超過(guò)設(shè)定值時(shí)，在三層式貝葉斯模型的第二層和第三層之間添加一虛擬節(jié)點(diǎn)層，得到含虛擬節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)貝葉斯模型；利用貝葉斯模型對(duì)直流配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估。本發(fā)明利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，分析直流配電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的最小割集的故障情況，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性分析。
【專利說(shuō)明】
-種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，屬于配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有城市配電網(wǎng)中，傳統(tǒng)的交流配電方式仍是主流。但隨著電力電子技術(shù)的不 斷發(fā)展，相比于交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)在許多方面都取得了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。比如， 節(jié)省了分布式電源和直流負(fù)載接入所需的換流環(huán)節(jié)，減少了設(shè)備成本和換流損耗;減少了 因傳輸無(wú)功引起的功率損耗和電壓降落，提高了供電容量和供電半徑;擁有可W四象限運(yùn) 行的換流器，增強(qiáng)了配電系統(tǒng)的可控性，提高了交流側(cè)的電能質(zhì)量。因此，直流配電成為了 交流配電之外未來(lái)配電網(wǎng)發(fā)展的又一方向，其可靠性研究也成為了當(dāng)前的熱點(diǎn)。
[0003] 目前貝葉斯網(wǎng)絡(luò)已在可靠性評(píng)估、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的 應(yīng)用，其中可靠性評(píng)估領(lǐng)域是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)使用較早并且也較為成功的領(lǐng)域之一。貝葉斯網(wǎng) 絡(luò)使用概率理論來(lái)處理不同變量之間由于條件相關(guān)而產(chǎn)生的不確定性，對(duì)于解決復(fù)雜系統(tǒng) 不確定因素引起的故障具有很大的優(yōu)勢(shì)。鑒于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理不確定信息的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，已 經(jīng)有一些研究人員把它引入到電網(wǎng)可靠性評(píng)估中。
[0004] 目前已有的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法中，部分方法由于只設(shè)及元件的故障率和網(wǎng)絡(luò) 的拓?fù)?，因此可W從交流配網(wǎng)延伸至直流配網(wǎng)。不同的方法存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。其中，故障 模式及后果分析(FMEA)法的基本思想是:首先枚舉預(yù)想故障元件，然后找出元件故障可能 導(dǎo)致的停運(yùn)負(fù)荷點(diǎn)，利用元件的可靠性原始數(shù)據(jù)，建立故障模式后果表，得出負(fù)荷點(diǎn)和系統(tǒng) 的可靠性指標(biāo)，該方法原理簡(jiǎn)單，但是只適用于簡(jiǎn)單的福射狀配電網(wǎng)，而不適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 的大規(guī)模配網(wǎng)。最小路法:依據(jù)某特定負(fù)荷點(diǎn)將配電網(wǎng)劃分為最小路上的元件和非最小路 上的元件，并將非最小路上的元件故障對(duì)負(fù)荷點(diǎn)的影響等效在最小路上，從而對(duì)于每個(gè)負(fù) 荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)，該方法只需計(jì)算最小路上的元件，但是對(duì)于復(fù)雜配電網(wǎng)，求取最小路需 耗費(fèi)大量時(shí)間且計(jì)算復(fù)雜，當(dāng)最小路和非最小路上的元件故障時(shí)，運(yùn)種等效將變得很困難。 運(yùn)幾種方法都屬于解析法。除此之外，直流配網(wǎng)的可靠性評(píng)估方法還有模擬法，包括序貫蒙 特卡洛模擬和非序貫蒙特卡洛模擬。模擬法原理簡(jiǎn)單，不受系統(tǒng)規(guī)模的限制，計(jì)算精度與模 擬次數(shù)的平方根成正比，但當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模很大時(shí)，為達(dá)到比較高的精度，模擬法需耗費(fèi)大量的 時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可 靠性評(píng)估方法，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，分析直流配電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的最小割集(MC)的故障情況，從 而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性分析。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] 本發(fā)明的基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，具體包括W下幾個(gè)步驟：
[0008] 步驟SI:基于最優(yōu)直流潮流，利用歷遍的方法確定直流配電系統(tǒng)的最小割集MC;
[0009] 步驟S2:根據(jù)系統(tǒng)的元件和最小割集MC構(gòu)建直流配電系統(tǒng)的Ξ層式貝葉斯模型；
[0010] 步驟S3:根據(jù)所述Ξ層式貝葉斯模型的第一層各元件的故障率和修復(fù)率，并依據(jù) 邏輯關(guān)系確定Ξ層式貝葉斯模型MC層每個(gè)割集故障的概率和TS層系統(tǒng)故障的概率W及母 線層母線故障的概率；
[0011] 步驟S4:當(dāng)系統(tǒng)元件數(shù)目超過(guò)設(shè)定值時(shí)，在Ξ層式貝葉斯模型的第二層和第Ξ層 之間添加一虛擬節(jié)點(diǎn)層，得到含虛擬節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)貝葉斯模型，用于減小多元件系統(tǒng)的計(jì) 算量；
[0012] 步驟S5:利用Ξ層式貝葉斯模型計(jì)算出來(lái)的MC層每個(gè)割集故障的概率、TS層系統(tǒng) 故障的概率W及母線層母線故障的概率，對(duì)直流配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估。
[0013] 步驟S1中，所述直流配電系統(tǒng)的最小割集MC的確定方法如下：
[0014] (1-1)設(shè)定直流配電系統(tǒng)最小割集MC的最高階次Μ，令M = 2;
[0015] (1-2)令當(dāng)前需生成的割集階次n = l;
[0016] (1-3)利用計(jì)算機(jī)抽樣生成含η個(gè)元素的割集，并判斷所生成的割集是否為之前已 確定的最小割集MC的子集，若是則返回步驟(1-3);若不是，則轉(zhuǎn)向步驟(1-4);
[0017] (1-4)假設(shè)所選割集元素故障，對(duì)直流配電系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，并且判斷計(jì)算結(jié)果 是否滿足約束條件；
[0018] (1-5)若計(jì)算結(jié)果判定為電壓電流越限導(dǎo)致系統(tǒng)需切負(fù)荷，則記該割集為最小割 集MC;
[0019] (1-6)返回步驟(1-3)直到歷遍系統(tǒng)所有η階割集；
[0020] (1-7)若11<]/[，則令η = η+1，返回步驟(1-3);若η=Μ，則結(jié)束計(jì)算。
[0021] 步驟S2中，所述Ξ層式貝葉斯模型包括第一層、第二層和第Ξ層；
[0022] 所述第一層為系統(tǒng)中的元件，所述元件包括發(fā)電機(jī)和節(jié)點(diǎn)母線;元件是構(gòu)成系統(tǒng) 最小割集MC的元素；
[0023] 所述第二層為最小割集MC節(jié)點(diǎn)，最小割集MC節(jié)點(diǎn)通過(guò)直線與第一層的元素相連；
[0024] 所述第Ξ層為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)TS，將整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)TS直接與第二 層中的最小割集MC節(jié)點(diǎn)相連接；
[0025] 如果需要單獨(dú)對(duì)母線節(jié)點(diǎn)的可靠性進(jìn)行評(píng)估，則可W添加一層母線節(jié)點(diǎn)層，母線 節(jié)點(diǎn)層中的內(nèi)容是待評(píng)估的母線節(jié)點(diǎn)，待評(píng)估的母線節(jié)點(diǎn)與系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)一樣直接與第二層相 應(yīng)的最小割集MC節(jié)點(diǎn)相連接。
[0026] 步驟S3中，所述Ξ層式貝葉斯模型的第一層元件的故障率和修復(fù)率是一個(gè)定值， 服從正態(tài)分布。
[0027] 步驟S3中，所述Ξ層式貝葉斯模型MC層每個(gè)割集故障的概率和TS層系統(tǒng)故障的概 率W及母線層母線故障的概率由如下邏輯關(guān)系確定：
[0028] ①最小割集MC內(nèi)部元素表現(xiàn)為或關(guān)系，即只有最小割集MC中所有元件故障，才認(rèn) 定該最小割集MC節(jié)點(diǎn)故障；
[0029] ②最小割集MC之間表現(xiàn)為與關(guān)系，即只要有一個(gè)最小割集MC節(jié)點(diǎn)故障，就認(rèn)定整 個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者割集相對(duì)應(yīng)的母線出現(xiàn)故障。
[0030] 步驟S5中，利用Ξ層式貝葉斯模型計(jì)算出來(lái)的MC層每個(gè)割集故障的概率、TS層系 統(tǒng)故障的概率w及母線層母線故障的概率，對(duì)直流配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估的內(nèi)容如下：
[0031] ①系統(tǒng)的缺電概率L0LP、缺電頻率L0LF、預(yù)期缺電時(shí)間L0LE和缺電持續(xù)時(shí)間L0LD、 可靠性增加當(dāng)量RAW;
[0032] ②壞數(shù)據(jù)處理；
[0033] ③誤差傳遞；
[0034] ④靈敏性分析；
[0035] ⑤元件故障率估計(jì)；
[0036] L0LF由W下公式確定：
[0037]
[0038] 其中，化是第i個(gè)元件的修復(fù)率，TS和XI分別是整個(gè)系統(tǒng)和第i個(gè)元件的狀態(tài)，1表示 正常狀態(tài)，0表示故障狀態(tài);η是元件的數(shù)目；L0LF的單位是次/年。
[0039] RAW由W下公式確定：
[0040]
[0041] 其中，TS和Cl分別是整個(gè)系統(tǒng)和第i個(gè)元件的狀態(tài)，1表示正常狀態(tài)，0表示故障狀 態(tài)。
[0042] 本發(fā)明利用配電網(wǎng)的B飾莫型，通過(guò)分析直流配電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的最小割集(MC)的故 障情況，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性分析，并利用添加虛擬節(jié)點(diǎn)的方式減小多元件系統(tǒng)的 計(jì)算量，為直流配電系統(tǒng)的規(guī)劃決策提供依據(jù);本發(fā)明只需對(duì)最小割集內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行分析， 避免了分析系統(tǒng)的全部狀態(tài)，因此計(jì)算量小，另外，面對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明提出了增加虛擬 節(jié)點(diǎn)層的方法，大大減小了計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0043] 圖1為部分BN結(jié)構(gòu)模型圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法的工作流程圖；
[0045] 圖3為直流配網(wǎng)最小割集確定的工作流程圖；
[0046] 圖4為一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的貝葉斯模型；
[0047] 圖5為虛擬節(jié)點(diǎn)對(duì)于減少?gòu)?fù)雜網(wǎng)絡(luò)計(jì)算量的作用圖；
[0048] 圖6為算例分析中的直流配電網(wǎng)拓?fù)鋱D。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合
【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0050] 參見(jiàn)圖2,本發(fā)明的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在 于，包括W下幾個(gè)步驟：
[0051] 步驟S1，基于最優(yōu)直流潮流，利用歷遍的方法確定直流配電系統(tǒng)的MC;
[0052] 步驟S2,根據(jù)系統(tǒng)的元件和最小割集構(gòu)建直流配電系統(tǒng)的Ξ層式B飾莫型；
[0053] 步驟S3,利用系統(tǒng)的元件的故障率和修復(fù)率計(jì)算出第一層元件的邊緣概率分布 (MPD)，再利用層與層W及層內(nèi)部元素之間的邏輯關(guān)系確定BN模型的邊緣概率分布表 (MPT);
[0054] 步驟S4,針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)，提出合理的簡(jiǎn)化，得到含虛擬節(jié)點(diǎn)的B飾莫型；
[0055] 步驟S5,利用構(gòu)建的B飾莫型分析直流配電網(wǎng)的可靠性。
[0化6] 參見(jiàn)圖3,確定MC的步驟如下：
[0057] ①確定直流配電系統(tǒng)MC的最高階M;
[005引②令n = l;
[0059] ③利用計(jì)算機(jī)抽樣生成含η個(gè)元素的割集，并判斷所生成的割集是否為之前已確 定的最小割集的子集，若是則返回第Ξ步;若不是，則進(jìn)行下一步；
[0060] ④假設(shè)所選割集元素故障，在此基礎(chǔ)上對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)潮流計(jì)算；
[0061] ⑤若計(jì)算結(jié)果判定為系統(tǒng)需切負(fù)荷，則記改割集為系統(tǒng)最小割集；
[0062] ⑥返回步驟3直到歷遍系統(tǒng)所有η階割集；
[0063] @η<Μ，則令η = η+1，返回第Ξ步;若η=Μ，則結(jié)束計(jì)算。
[0064] Ξ層式ΒΝ模型：
[0065] ①第一層：系統(tǒng)中的元件。包括發(fā)電機(jī)、節(jié)點(diǎn)母線等，運(yùn)些元件是構(gòu)成系統(tǒng)MC的元 素。
[0066] ②第二層:MC節(jié)點(diǎn)。如圖4所示，它們通過(guò)直線直接與第一層的元素相連。
[0067] ③第Ξ層:系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(TS)，將整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)直接與第二層中的MC 節(jié)點(diǎn)相連。
[0068] 如果要單獨(dú)對(duì)母線節(jié)點(diǎn)的可靠性進(jìn)行評(píng)估，則可W添加一層母線層，母線層中的 內(nèi)容是待評(píng)估的母線節(jié)點(diǎn)，它們直接與第二層相應(yīng)的MC相連。在構(gòu)建了ΒΝ模型之后，系統(tǒng)的 故障率就可W由下式得到：
[0069]
[0070] 步驟S3設(shè)及Β飾莫型層次與層次及層次內(nèi)部元素的邏輯關(guān)系，其具體內(nèi)容包括：
[0071 ]① MC內(nèi)部元素表現(xiàn)"或"關(guān)系，即只有Μ帥所有元件故障，才認(rèn)定該MC節(jié)點(diǎn)故障；
[0072] ②MC之間表現(xiàn)為"與"關(guān)系，即只要有一個(gè)MC節(jié)點(diǎn)故障，就認(rèn)定整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障；
[0073] 其中設(shè)及到第一層元件的MPD，用1-U和U分別代表元件故障和正常運(yùn)行的概率，U 的計(jì)算公式如下：
[0074]
[0075] 其中λ為元件的故障率，μ為元件的修復(fù)率。
[0076] 針對(duì)系統(tǒng)元件過(guò)多的情況，在ΒΝ模型的第二層和第Ξ層之間添加一虛擬節(jié)點(diǎn)層， 該節(jié)點(diǎn)層的工作原理是：
[0077] 在故障率從MC層傳遞到TS層時(shí)，若系統(tǒng)MC的個(gè)數(shù)過(guò)多假設(shè)有m個(gè)，因?yàn)槊總€(gè)MC都有 2個(gè)狀態(tài)(0和1)，則TS層的條件概率分布表(CPT)就有2"個(gè);若添加一含有兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)的 虛擬層，則CPT減少至個(gè)，大大減少了計(jì)算數(shù)量，如圖5所示。
[0078] 步驟S5利用BN模型對(duì)直流配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行評(píng)估包括：
[0079] ①系統(tǒng)的缺電概率化化P)，缺電頻率化化P)，預(yù)期缺電時(shí)間化OLE)，缺電持續(xù)時(shí)間 (L0LD)；
[0080] ②壞數(shù)據(jù)處理；
[0081] ③誤差傳遞；
[0082] ④靈敏性分析；
[0083] ⑤元件故障率估計(jì)；
[0084] ⑥元件對(duì)系統(tǒng)可靠性影響的權(quán)值計(jì)算。
[00化]進(jìn)一步的，步驟S5,包括：
[00化]L0LF由W下公式確定：
[0090] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法的具體算 法流程包括：
[0091] 步驟S11，利用最優(yōu)直流潮流確定系統(tǒng)最小割集；
[0092] 步驟S12,確定BN模型中各層次的元素；
[0093] 步驟S13,若為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，則給網(wǎng)絡(luò)添加虛擬節(jié)點(diǎn)層；
[0094] 步驟S14,根據(jù)第一層各元件的歷史數(shù)據(jù)獲取它們的故障率和修復(fù)率；
[00M]步驟S15,根據(jù)第一層各元件故障率和修復(fù)率，計(jì)算各層的MPT，建立整個(gè)系統(tǒng)的 MPT；
[0096] 步驟S16，計(jì)算系統(tǒng)的L0LP和L0LF;
[0097] 步驟S17,計(jì)算系統(tǒng)的RAW;
[0098] 步驟S18，系統(tǒng)靈敏性分析；
[0099] 步驟S19,結(jié)束算法。
[0100] 下面舉例說(shuō)明基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法。
[0101] W如圖6所示的網(wǎng)絡(luò)為例，應(yīng)用本發(fā)明提出的方法進(jìn)行配電網(wǎng)可靠性評(píng)估，結(jié)果如 下。
[0102] 利用S1的方法確定整個(gè)系統(tǒng)的最小割集：
[0103] 表1系統(tǒng)最小割集表
[0104]
[0105] W其中第一列為例，B飾莫型部分圖示結(jié)構(gòu)如圖1所示：
[0106] 加入虛擬節(jié)點(diǎn)后BN模型參數(shù)如下所示
[0107] 表2含虛擬節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)BN模型參數(shù)表 [010 引
[0109] 根據(jù)各元件的故障率和修復(fù)率，結(jié)合系統(tǒng)的BN模型，計(jì)算系統(tǒng)的LOLP，根據(jù)式(3) 計(jì)算系統(tǒng)的L0LF，計(jì)算結(jié)果為，L0LP = 0.00976，L0LF = 4.13。
[0110] 計(jì)算系統(tǒng)各元件(發(fā)電機(jī)和母線)對(duì)于系統(tǒng)故障頻率影響的權(quán)值，WRAW為例，根據(jù) 式(4)，計(jì)算結(jié)果如下：
[0111] 表3系統(tǒng)各元件RAW計(jì)算結(jié)果表
[0112]
[0113] 靈敏度分析：W發(fā)電機(jī)62、63、65、67、611為例，假設(shè)它們的故障率服從相同的分 布，并且假設(shè)它們的強(qiáng)迫停運(yùn)率(FORs)在故障率均值的±20% W內(nèi)，得出不同發(fā)電機(jī)對(duì)系 統(tǒng)L0LP的影響，結(jié)果如下表所示：
[0114] 表4不同發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)L0LP的影響情況
[0115]
[0116] 從中可W看出，系統(tǒng)對(duì)G3的FOR變化最為靈敏，對(duì)G5的FOR變化最不靈敏。
[0117] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在于，具體包括以下幾個(gè) 步驟： 步驟S1:基于最優(yōu)直流潮流，利用歷遍的方法確定直流配電系統(tǒng)的最小割集MC; 步驟S2:根據(jù)系統(tǒng)的元件和最小割集MC構(gòu)建直流配電系統(tǒng)的三層式貝葉斯模型； 步驟S3:根據(jù)所述三層式貝葉斯模型的第一層各元件的故障率和修復(fù)率，并依據(jù)邏輯 關(guān)系確定三層式貝葉斯模型MC層每個(gè)割集故障的概率和TS層系統(tǒng)故障的概率以及母線層 母線故障的概率； 步驟S4:當(dāng)系統(tǒng)元件數(shù)目超過(guò)設(shè)定值時(shí)，在三層式貝葉斯模型的第二層和第三層之間 添加一虛擬節(jié)點(diǎn)層，得到含虛擬節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)貝葉斯模型，用于減小多元件系統(tǒng)的計(jì)算量； 步驟S5:利用三層式貝葉斯模型計(jì)算出來(lái)的MC層每個(gè)割集故障的概率、TS層系統(tǒng)故障 的概率以及母線層母線故障的概率，對(duì)直流配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在于，步 驟S1中，所述直流配電系統(tǒng)的最小割集MC的確定方法如下： (1-1)設(shè)定直流配電系統(tǒng)最小割集MC的最高階次M，令M=2; (1-2)令當(dāng)前需生成的割集階次n=l; (1-3)利用計(jì)算機(jī)抽樣生成含η個(gè)元素的割集，并判斷所生成的割集是否為之前已確定 的最小割集MC的子集，若是則返回步驟(1-3);若不是，則轉(zhuǎn)向步驟(1-4); (1-4)假設(shè)所選割集元素故障，對(duì)直流配電系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，并且判斷計(jì)算結(jié)果是否 滿足約束條件； (1-5)若計(jì)算結(jié)果判定為電壓電流越限導(dǎo)致系統(tǒng)需切負(fù)荷，則記該割集為最小割集MC; (1-6)返回步驟(1-3)直到歷遍系統(tǒng)所有η階割集； (1 -7)若η〈Μ，則令η = η+1，返回步驟（1-3);若η=Μ，則結(jié)束計(jì)算。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在于，步 驟S2中，所述三層式貝葉斯模型包括第一層、第二層和第三層； 所述第一層為系統(tǒng)中的元件，所述元件包括發(fā)電機(jī)和節(jié)點(diǎn)母線；元件是構(gòu)成系統(tǒng)最小 割集MC的元素； 所述第二層為最小割集MC節(jié)點(diǎn)，最小割集MC節(jié)點(diǎn)通過(guò)直線與第一層的元素相連； 所述第三層為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)TS，將整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)TS直接與第二層中 的最小割集MC節(jié)點(diǎn)相連接； 如果需要單獨(dú)對(duì)母線節(jié)點(diǎn)的可靠性進(jìn)行評(píng)估，則可以添加一層母線節(jié)點(diǎn)層，母線節(jié)點(diǎn) 層中的內(nèi)容是待評(píng)估的母線節(jié)點(diǎn)，待評(píng)估的母線節(jié)點(diǎn)與系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)一樣直接與第二層相應(yīng)的 最小割集MC節(jié)點(diǎn)相連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在于，步 驟S3中，所述三層式貝葉斯模型的第一層元件的故障率和修復(fù)率是一個(gè)定值，服從正態(tài)分 布。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在于，步 驟S3中，所述三層式貝葉斯模型MC層每個(gè)割集故障的概率和TS層系統(tǒng)故障的概率以及母線 層母線故障的概率由如下邏輯關(guān)系確定： ①最小割集MC內(nèi)部元素表現(xiàn)為或關(guān)系，即只有最小割集MC中所有元件故障，才認(rèn)定該 最小割集MC節(jié)點(diǎn)故障； ②最小割集MC之間表現(xiàn)為與關(guān)系，即只要有一個(gè)最小割集MC節(jié)點(diǎn)故障，就認(rèn)定整個(gè)系 統(tǒng)出現(xiàn)故障或者割集相對(duì)應(yīng)的母線出現(xiàn)故障。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在 于，步驟S5中，利用三層式貝葉斯模型計(jì)算出來(lái)的MC層每個(gè)割集故障的概率、TS層系統(tǒng)故障 的概率以及母線層母線故障的概率，對(duì)直流配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估的內(nèi)容如下： ① 系統(tǒng)的缺電概率LOLP、缺電頻率LOLF、預(yù)期缺電時(shí)間LOLE和缺電持續(xù)時(shí)間LOLD、可靠 性增加當(dāng)量RAW; ② 壞數(shù)據(jù)處理； ③ 誤差傳遞； ④ 靈敏性分析； ⑤ 元件故障率估計(jì)； ⑥ 系統(tǒng)各元件對(duì)于系統(tǒng)故障頻率影響的權(quán)值計(jì)算。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的直流配網(wǎng)可靠性評(píng)估方法，其特征在 于，LOLF由以下公式確定：其中，μ:是第i個(gè)元件的修復(fù)率，15和^分別是整個(gè)系統(tǒng)和第i個(gè)元件的狀態(tài)，1表示正常 狀態(tài)，0表示故障狀態(tài);η是元件的數(shù)目；LOLF的單位是次/年。 RAW由以下公式確定：其中，TS和Ci分別是整個(gè)系統(tǒng)和第i個(gè)元件的狀態(tài)，1表示正常狀態(tài)，0表示故障狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK105825317SQ201610131487
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】袁曉冬, 柳丹, 徐青山, 李強(qiáng), 陳兵, 呂振華, 楊雄
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 東南大學(xué)