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《配电网可靠性概率分布的解析模型和非参数估计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第38卷第1期Vol.38No.12014年1月10日Jan.10,2014DOI:10.7500/AEPS201212139配电网可靠性概率分布的解析模型和非参数估计赵渊1,袁蓉1,芦晶晶2(1.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆市400044;2.中国农业大学信息与电气工程学院,北京市100083)摘要:为了揭示配电网可靠性的概率分布特征和内在随机变化规律,提出了配电网可靠性概率分布的解析计算模型和非参数核密度估计算法。考虑元件工作和修复时间为指数及非指数分布,分别从系统级和节点层对配电网可靠性指标采用随机函数进行解析表征,再进一步结合非参数核密度
2、估计技术,实现了可靠性指标随机函数表达式的概率分布计算。其中,计及元件工作和修复时间为非指数分布可使评估结果更接近工程实际。通过对RBTS-BUS6测试系统的算例分析,验证了所述方法的有效性。关键词:配电网可靠性;概率分布;解析模型;非参数估计0引言变修复率对系统瞬时状态概率值的影响;但文献[5]和文献[8]仅限于时变状态转移率对可靠性指标期配电系统处于电力系统末端,直接与用户相连,望值的影响,未得到指标的概率分布。配电网可靠性实际上是整个电力系统安全运行的集[2,9-11]配电网可靠性评估分为解析法和蒙特卡[1]中反映。传统配电网可靠性评估采用期望值指标[12]洛仿真两大
3、类,且各有优缺点。解析法简单且计来揭示系统可靠性的长期平稳变化趋势,但期望值算速度较快,但难以得到概率分布,并且传统解析法并不能完整揭示系统可靠性的内在分布规律。因要求元件状态驻留时间服从指数分布。蒙特卡洛仿此,要实现对系统随机特性和风险水平的理性认知,真可求取可靠性指标的概率分布,并且适用于非指应从概率分布角度对系统风险进行完整刻画。数分布系统,但为了满足模拟精度的要求计算时间配电网可靠性评估通常假设元件的状态转移率较长,且难以开展可靠性参数的灵敏度分析。鉴于[2-3]为常数,即假定状态停留时间为指数分布。对已此,若能从解析角度建立配电网可靠性指标与元件经历调试期而尚未进
4、入衰耗期的系统元件,此假设概率特性的函数关系,不但能高效求取指标的概率有效且大大简化了建模难度。而在实际工程中,元分布,而且为开展元件随机特性与指标概率分布之件故障现象受其所处位置、环境因素、元件维护水平间的关联性和耦合度分析奠定理论基础。[4-6]和使用年龄等诸多因素协同影响;同时,元件修本文在元件工作时间和修复时间均服从指数分复过程也深受故障时天气状况、故障点位置、维修人布及元件工作时间服从威布尔分布而修复时间服从[7-8]员水平和维修方式等影响。因此,对元件工作时对数正态分布2种假设下,推导了配电网可靠性指间及修复时间采用非指数分布来描述其状态驻留时标的随机函数近似解
5、析表达式。通过随机抽样生成长的概率不确定性可与工程实际更加吻合。已有文概率函数表达式样本,并结合非参数核密度算法获献大多基于元件状态的指数分布展开研究,其中,文得了可靠性指标的概率密度分布。通过对RBTS-献[5]计及元件使用年龄来研究时变故障率对配电BUS6测试系统的算例评估及序贯蒙特卡洛仿真的网可靠性的影响;文献[8]提出了概率分布为叠加指对比分析,验证了本文所提方法的可行性。数分布、密度曲线为“铃形”的维修时间,并分析了时1元件故障的频率分布收稿日期:2012-12-19;修回日期:2013-08-26。文献[13]已对指数分布时元件故障的频率分布国家自然科学基金资助
6、项目(50977094,50607021);输配电有详细介绍,此处不再赘述,下面重点研究非指数分装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目布时元件故障的频率分布。若元件i的故障前工作(2007DA10512711208);重庆市自然科学基金资助项目时间服从参数为α和β的威布尔分布,则随其尺度(CSTC,2011BB6047)。参数α与形状参数β的取值不同,便可构成对多种—38—·学术研究·赵渊,等配电网可靠性概率分布的解析模型和非参数估计[14]分布的表达。式(1)给出了威布尔分布的概率密点,其节点编号所构成的集合分别为Mib,Mic度函数:及Mid。βtβ-1ææt
7、öβö配电网可靠性评估通常采用年可靠性指标,因f(t)=expç-ç÷÷(1)βαèèαøø此下文对区间[0,t]中的参数t默认取1。对于配电式中:α>0,β>0。网可靠性指标随机函数的近似解析表达式,需要分对威布尔分布而言:当β=1时等同于指数分2种情况进行讨论。正文重点讨论系统级指标的随布;当β=2时等同于瑞利分布;当β=3.5时可近似机函数解析模型,而负荷点指标由附录C给出。表达正态分布。参数α和β的计算见附录A。2.1指数分布系统当元件i的工作时间服从指数分布时,其故障对于指数分布系统,以块为基础计算单元,
