基于改进蒙特卡洛法的电力系统可靠性评估

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1、基于改进蒙特卡洛法的电力系统可靠性评估　　摘要：近年来我??电力系统的智能化建设速度不断加快，人们对电能的需求量不断增加，对电能质量的要求不断提高，因此保证电力系统供电的可靠性对于我国电力事业的发展至关重要。电力系统的可靠性评估是对电力系统运行能力、供配电质量的综合分析，包括电力系统的静态可靠性和动态可靠性两方面，目前常用的评估方法主要是蒙特卡洛法和解析法。随着我国电力系统复杂程度的不断增加，常规的蒙特卡洛法的计算精度和计算速度面临严峻的挑战，通过改进重要抽样进行蒙特卡洛计算，可有效的提高了计算的效率和计算速度。本文从电力系统可靠性评估的现状入手

2、，分析常规蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用情况，并提出分析改进蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用情况，以期为我国电力系统可靠性评估工作提供参考。　　关键词：改进；蒙特卡洛算法；电力系统；可靠性评估　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.147　　0引言　　电力系统是为工业生产和人民生活提供电力来源以保障国民经济快发发展和人民生活正常进行的重要基础性设施，随着工业生产的快速发展和人民生活的不断提高，保证电力系统运行的可靠性、保证电力系统电能质量成为新时代人们对电力系统的主要要求。电力系统的可靠性主要

3、是指电力系统在正常运行的情况下能够连续不断的为用户输送高质量电能并保证能够满足需求的电能量的综合能力，电力系统可靠性是衡量电力系统运行能力和供电可靠性的重要指标[1-5]。电力系统在实际的运行过程中会受到多方面的原因造成可靠性的下降，同时今年来电力系统停电事故的不断发生，使国家经济和人民的生活都受到了严重的影响，因此对电力系统可靠性的评估，可有效的指导电力系统的规划建设，提高电力系统的安全运行能力，促进我国电力系统的快速发展。　　1电力系统可靠性评估的概念和基本方法　　1.1电力系统可靠性评估的相关概念　　电力系统可靠性评估主要包含电力系统的安全

4、性和电力系统的充裕度两个方面，这也是近年来有关电力系统可靠性评估的主要研究方面[6]。电力系统的安全性主要是指电力系统在受到外界因素的干扰时其供电能力不受影响，可以实现持续不断供应电能的能力，又可称为电力系统的动态可靠性指标。充裕度则是指电力系统元件计划停运、强迫停运及在负载出现波动等静态条件下，电力系统能够持续不断的提供电能的能力，又称为电力系统的静态可靠性。目前国际上对电力系统可靠性的评估主要集中在对充裕度的评估上，因此本文对电力系统可靠性评估也是对充裕度的评估。随着电力系统规模的不断扩大，输电等级和输电容量的不断提高，电力系统各部分之间的功

5、能逐渐趋于不同，因此通常将电力系统划分为发电、发输电、输电、变电以及发输配电等不同的子系统，本文主要选取发输电系统进行可靠性的评估。　　1.2电力系统可靠性评估的基本方法　　对电力系统的可靠性评估的基本方法主要有概率性评估方法与确定性评估方法两种类型[7]。对于整个电力系统来说，电力系统是一个随机性较强的系统，各种影响可靠性的因素都是随机的，运用确定性方法时会使评估的结果出现较大的误差，不能够科学的对整个电力系统有效的评估。而作为概率性评估方法的解析法和蒙特卡洛法是对电力系统进行可靠性评估的基本方法，这两种方法均以系统随机状态发生的概率对随机状态

6、的后果进行评估，解析法在运用的过程中计算得到的精确度较高，但是随着电力系统规模的扩大，其分析的状态数目不断增多，不适合用于大型电力系统的可靠性评估。蒙特卡洛法在实际的运用过程中，其计算精度不随电力系统规模变化的影响，且其数学模型较简单，计算结果更加符合电力系统的实际情况，因此被广泛的应用。　　2蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用　　2.1电力系统可靠性评估的指标　　电力系统可靠性评估指标是对电力系统量化分析的主要内容，通过对指标的量化分析，指导电力系统的运行和规划[8-9]。常用的电力系统可靠性指标主要有以下几个：　　（1）电力不足概率（LO

7、LP），电力系统不能够满足负载要求的概率，其表达公式为：　　其中P（x）表示电力系统随机状态的发生概率，S表示为电力系统在运行过程中不能满足负荷需求的所有状态的集合，通常情况下LOLP是无量纲的。　　（2）电力不足期望（EDNS），电力系统受到外界干扰而削减负荷的期望值，其表达公式为：　　其中是电力系统在x状态下负荷的削减量，EDNS表示的是电能因此其量纲为兆瓦（MW）。　　（3）电能不足期望（EENS），在特定的时间段内电力系统由于负荷消减而损失的电能的期望值，其表达公式为：　　其中EENS的量纲表示为兆瓦时/年（MWh/y）。　　2.2蒙特卡

8、洛法评估电力系统可靠性的基本步骤　　蒙特卡洛法是目前评估电力系统可靠性普遍使用的方法，在应用的过程中主要由系统的状态抽样、系统的状态分析