基于贝叶斯网络时序模拟配电系统可靠性的评估

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1、分类号：TM743单位代码：10086密级：公开学号：200704基于贝叶斯网络时序模拟的配电系统可靠性评估ReliabilityAssessmentBasedonBayesianNetworkTimeSequenceSimulationforDistributionSystems学位申请人：黄丽华指导教师：霍利民教授学科专业：农业机械化工程学位类别：工学博士授予单位：河北农业大学答辩日期：二〇一二年十一月二十八日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包含为获得河北农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北农业大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北农业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论

3、文作者毕业后去向：河北农业大学任教工作单位：河北农业大学机电工程学院电话：13663395528通讯地址：河北省保定市灵雨寺街289号邮编：071001摘要配电系统的运行和规划都离不开可靠性评估，现有的配电系统可靠性指标求解方法各有不足，有些方法只适合简单配电系统，有些方法不能求解出配电系统的全部可靠性指标，也不能有效识别系统的薄弱环节，有些模拟方法缺乏收敛判据或收敛判据不尽合理。近年来，随着全球对环境保护和节能问题的日益关注，含分布式电源的配电系统逐年增多，因此，研究含分布式电源的配电系统可靠性评估也是必要的。针对上述种种问题，本文作了深入研究，主要研究成果如下：（1）采用从

4、负荷点出发，先前向遍历再后向遍历的搜索策略遍历元件关系表，以故障模式影响分析法和条件概率算法为依据，能够自动生成描述贝叶斯网络结构的“或”关系表，“联合”关系表、“因果”关系表和各子结点的条件概率。实例结果表明该方法的可行性。（2）分别建立了时不变负荷和时变负荷的基于贝叶斯网络时序模拟的配电系统可靠性指标计算模型，并提出了相应的贝叶斯网络时序模拟推理算法。该算法不但能够求解配电系统的全部可靠性指标，还能够求解出系统故障条件下各个元件故障的条件概率。既能得出对整个系统的总体评价，又能识别系统的薄弱环节。（3）依据中心极限定理和大数定理，推导出模拟算法中样本容量与绝对误差的平方成反

5、比这一结论。为了兼顾模拟时间和计算精度，本章研究了独立事件的选取，拓展了独立事件概念，构造了独立广义事件，即各独立广义事件产生的条件是：初始种子是随机的、循环次数是相同的。（4）针对可靠性评估指标有多个，并且既有有名值指标又有标幺值指标的问题，提出了选取标幺值指标作为收敛判据的依据指标。由于标幺值具有一定的稳定性，所以，选取标幺值指标作为收敛判据的依据指标具有广泛的适用性，它既适用于简单系统也适用于复杂系统。（5）鉴于模拟方法的不确定性，分析了标幺值指标在给定置信概率下总体均值的置信区间，得出置信区间的长度与样本均值的最大绝对误差相关的结论，即置信区间长度的一半等于样本均值的最

6、大绝对误差，进而提出了用绝对误差描述的收敛判据，并将最大绝对误差小于给定计算精度作为主要的实用收敛判据。实例结果验证了该实用收敛判据的正确性与可行性。（6）将系统中的分布式电源作为叶子结点，建立了含分布式电源的配电系统的树状结构。依据孤岛划分原则，描述了约束条件和目标函数数学模型，采用有根树深度优先的搜索策略对含分布式电源的配电系统进行了孤岛划分。实例结果表明该孤岛划分方法的可行性。（7）分析了含分布式电源的配电系统在元件故障后的开关操作过程，提出了含分布式电源配电系统可靠性评估的贝叶斯网络生成方法。分别采用模拟推理算法和精确推理算法对含分布式电源的配电系统进行了评估，结果进一

7、步验证本文提出的基于贝叶斯网络时序模拟推理算法的正确性与优越性。关键词：配电系统；可靠性评估；贝叶斯网络；模拟推理；收敛判据；分布式电源ReliabilityAssessmentBasedonBayesianNetworkTimeSequenceSimulationforDistributionSystemsName:HuanglihuaMajor:AgriculturalMechanizationEngineeringSupervisor:HuoliminAbstractOperation