基于马尔科夫链的电力系统运行可靠性快速评估

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-03 来源:中国知网 作者:王勇 韩学山 丁颖 绳洁 浏览次数:512
从概率角度,实施运行环境下电力系统运行可靠性水平的评估与预测,对电力系统运行调控策略 的科学制定显得越来越重要[1]。 由于电力系统规模大,元件数量多,当前电力 系统可靠性评估多采用蒙特卡罗模拟法[2-5]。但因模 拟法需要的计算资源大,收敛速度慢等缺点,难以 在运行环境下使用。为此,有文献采用模拟与解析 混合的形式[6],或试图直接采用解析的方法[7-8],以快速获得可靠性指标。文献[6]将基于马尔可夫链的 蒙特卡洛方法引入到电力系统运行可靠性评估研 究中,但在元件状态取样时使用 Gibbs 抽样器来产 生模拟所需要的马尔可夫链,虽然可以提高蒙特卡罗法的收敛速度,却并不能从根本上弥补模拟法的 缺陷。文献[8]基于最小割集思想,提出发输电组合 电力系统概率密度分布的解析计算方法,但尚处于 理论探讨阶段,难于用于工程实际中。
显然,目前电力系统可靠性研究多是以当前可 靠性水平判定为焦点,其实质还是一种计算方法的研究,其研究结果不能满足运行条件下对计算时间的要求,只能离线使用。同时,在运行环境下,掌 握目前运行可靠性水平是基础,预测未来电力系统 运行可靠性水平变化是关键,也是电网运行控制的根本马尔科夫过程的“无记忆性”,即过去(当期 以前的历史状态)对于预测将来(当期以后的未来状 态)是无关的,使得可以在给定当前知识或信息的情 况下,预测将来的发展过程,目前已应用于电力系 统安全性评价与预测[9]、设备检修决策[10]、最优变 压器备用方案确定[11]、继电保护系统可靠性分析及 冗余配置[12-13]、负荷预测[14]及光伏发电系统输出功 率预测[15]等领域。 由此,基于马尔科夫链,本文从整个电力系统 运行的角度,提出可靠性等值的模型和分析方法, 实现电力系统当前可靠性水平的评估,以及快速预 测电力系统可靠性的发展趋势。首先定义了便于工 程实现的电力系统状态;然后利用历史的数据样本 (因缺乏历史数据,本文中基于序贯蒙特卡罗方法) 模拟电力系统在连续时间断面上的状态,并统计每 个时间断面的电力系统状态分布及相邻时间断面 的电力系统状态转移,得到马尔科夫状态转移矩阵,利用电力系统状态转移矩阵和初始电力系统状 态,快速解析获得电力系统未来状态概率分布的变 化及其平稳的状态概率。最后利用 RBTS 6 节点算 例论证本文方法的有效性。更多详细内容请见附件
基于马尔科夫链的电力系统运行可靠性快速评估_王勇.pdf

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