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1、电力系统自动化681997年6月AutomationofElectricPowerSystems第21卷第6期蒙特卡洛法在评估电力系统可靠性中的应用别朝红王锡凡(西安交通大学电力系710049西安)摘要介绍蒙特卡洛法的基本原理及其在电力系统可靠性评估中的应用。通过蒙特卡洛法与解析法的分析比较,阐述了蒙特卡洛法的特点及其适用范围,然后从提高蒙特卡洛法收敛速度的方法、蒙特卡洛法与解析法的结合、蒙特卡洛法中负荷的处理等几个方面较为全面地介绍了蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用现状,并指出了今后的研究方向。关键词电力系统可靠性蒙特卡洛法
2、规划0前言(8)进行输电和发电的综合平衡。所以,发输电组合系统的可靠性评估近年来受随着生产力的飞速发展,现代社会对电力的依到了人们的普遍重视。此外,根据美国EPRI的研赖性日益增加,这对电力系统本身的发展也提出了[5,6]究,在发电和输电系统分别发生故障时,发、输电更高的要求。电力系统的可靠性研究正是从电力系解耦系统并没有出现负荷损失,而在同样的条件下,统规划、设计和运行等实践活动中提出来的课题。经发输电组合系统则会导致负荷损失,并且其结果对济的发展,使人们对供电质量的要求越来越高,这就整个电力系统的可靠性有重要的影响。这也从另一迫
3、使电力部门寻求提高供电可靠性的途径,电力系个侧面表明了研究发输电组合系统可靠性的重要统的可靠性也随之成为电力工程技术人员最关心的性。问题。由于发输电组合系统可靠性评估中有以下特发输电组合系统的可靠性研究是电力系统可靠点,因此这一领域的研究同样有重要的理论价值:性研究的重要组成部分。其任务是:在考虑电源到负(1)系统的规模大对于发输电组合系统而荷之间各种设备的实际运行条件和系统的约束下,对发输电组合系统的可靠性进行定量评估。其目的言,系统通常由数百台机组和数百条母线组成,而且是:为电力系统的规划及运行提供决策依据,使电力评估中需要进行
4、潮流计算、状态分析和事故后的恢系统能够经济地、连续地和保证电能质量地供应电复补救等一系列工作,这就使得发输电组合系统的力[1]。通常,发输电组合系统的研究可分为充裕度和可靠性评估变得更加复杂和困难。安全度的研究,充裕度的研究主要是分析稳态情况(2)建模困难可靠性评估的数学模型应该正下系统满足用户电力需求的能力;安全度的研究主确地反映系统中各个元件之间的内在联系,准确描要是分析动态情况下系统的抗扰动能力[2,3]。本文主述系统的实际运行情况,这就要求在发输电组合系要是从充裕度角度讨论蒙特卡洛法在发输电组合系统的可靠性评估中,其模型不仅
5、要考虑元件的故障统可靠性评估中的应用。模式、发电设备及输电线路的容量约束,还需要考虑下面一些问题的解决需要以发输电组合系统的元件间的相关性、负荷模型的选取等等。[4](3)计算困难发输电组合系统的规模大,模可靠性定量评估为基础:(1)确定联络线的最佳传输功率;型所考虑的因素多,理论上,其可靠性评估是非线(2)进行输电网络的长期规划;性、多约束、高维数,具有随机不确定性和模糊不确(3)评价特定输电线路扩建方案;定性特征的数学求解问题,目前在数学上还没有现(4)比较不同的输电规划方案;成的解法。因此,如何在精度与计算量之间进行适当(5)
6、分析负荷管理(控制)对输电系统的影响;的平衡,如何寻求快速有效的计算方法,都是需要人(6)确定大型发电厂的安装地点;们去进一步探索的问题。(7)确定蓄能电站的安装地点;在发输电组合系统的可靠性评估中,两种最基本的分析方法是蒙特卡洛法和解析法。蒙特卡洛法[7]1996-12-19收稿。在欧洲比较流行,而解析法在北美应用得较多。但õ综述õ别朝红等蒙特卡洛法在评估电力系统可靠性中的应用69对大型系统而言,蒙特卡洛法更富有成效。因此,本V(^E(F))=V(F)öNS(3)文主要介绍蒙特卡洛法的基本原理及其在电力系统其中V(F)为试验函数F
7、的方差,其值由(4)式估可靠性评估中的应用。通过蒙特卡洛法与解析法的计:NS分析比较,阐述了蒙特卡洛法的特点及其适用范围,12V^(F)=6[F(xi)-^E(F)](4)然后从提高蒙特卡洛法收敛速度的方法、蒙特卡洛NSi=1法与解析法的结合、蒙特卡洛法中负荷的处理等几(3)式表明,估计误差与试验函数F的方差个方面较为全面地介绍了蒙特卡洛法在电力系统可V(F)成正比,而与抽样次数NS成反比。靠性评估中的应用现状,并指出了今后的研究方向。蒙特卡洛法的收敛判据是基于E(F)的估计值^E(F)的误差。这个误差通常用方差系数表示:1蒙特卡洛
8、法的基本原理及特点V(^E(F))111蒙特卡洛法概述[8,9]B=(5)^E(F)在电力系统的可靠性评估中,分析过程一般由3将(3)式代入(5)式,有:个步骤组成:(1)状态选择;(2)状态估计;(3)计算指V(F)öNS标。对于蒙
