配电网信息物理系统可靠性的精细化建模与评估

随着信息通信技术广泛应用于配电网,配电网的信息物理耦合程度逐渐加深,现有配电网信息物理系统可靠性模型难以准确评估实际工程应用中复杂场景的可靠性。文中基于耦合元件的失效情况建立了多状态可靠性模型,并基于满二叉树拓扑遍历配电网信息失效场景,由此提出了一种新颖的可靠性分析方法。该方法考虑了实际故障处理过程与转供容量约束,并适用于所有开环运行的配电网拓扑,为评估存量配电网信息物理系统的可靠性提供一种可行的手段。最后,以中国某市一个实际配电网为例,构建测试配电网信息物理系统,验证了所提配电网信息物理系统可靠性评估方法的可行性与有效性。     

考虑信息传输失效的配电自动化系统可靠性评估

随着信息技术在电力系统中的应用不断加深,配电网可靠性评估不仅需要考虑物理故障,还要考虑信息传输故障,因此,传统配电网的可靠性评估模型将不再适用。本文根据配电网主站的集中式调控功能,基于故障后果分析法,深入分析通信异常对系统故障处理过程的影响,构建了考虑信息传输失效的系统可靠性评估模型。最后,以IEEE RBTS Bus 6配电系统的主馈线F4为例,讨论信息传输失效对系统可靠性的影响。     

基于分布式馈线自动化的配电信息物理系统可靠性评估

对采用分布式馈线自动化的配电信息物理系统进行了可靠性评估。基于分布式馈线自动化的故障自愈实现原理,在传统物理系统两状态元件模型中考虑信息系统的影响,通过建立信息系统的元件和网络模型描述分布式馈线自动化的终端功能和邻域局部信息的交互过程,并由故障元件的位置定量描述在配电网发生故障时信息系统元件失效对物理系统可靠性的影响。利用序贯蒙特卡罗方法抽样,对系统进行仿真以获得计及信息系统故障的可靠性指标,对信息系统通信网络和终端2类元件进行失效分析,并探究断路器的重合闸功能在纠正故障上游因信息系统故障导致的误停电情况的可靠性影响。算例分析结果验证了所提方法的有效性。     

考虑EPON的配电网信息物理系统可靠性评估

对于信息-物理高度耦合的配电系统,通信网络对配电网供电可靠性的影响不容忽视。本文以EPON冗余保护组网方式为基础,分析了配电网故障过程中信息链路有效性丢失对其自愈控制过程的影响,借助区域邻接矩阵,结合信息系统失效模型给出了故障后区域的分类算法,提出了一种涵盖不同信息系统失效模式的可靠性评估方法。建立同时考虑系统建设综合费用、通信网络组网方式以及系统可靠性的智能终端优化配置模型,采用遗传算法进行求解。最后通过案例验证本文方法的可行性,并对比分析了EPON信息元件故障率、EPON组网方式对配电信息物理系统可靠性的影响。     

计及信息失效影响的主动配电系统可靠性建模与评估

随着主动配电信息物理系统复杂程度的增加,可靠性计算效率已成为制约其实用化的关键因素,因此亟需一种快速评估主动配电信息物理系统可靠性的方法。在考虑信息传输性能的基础上,提出了采用频域/时域转换的信息链路有效性快速求解方法;为了量化信息失效对配电自愈过程的间接影响,建立了考虑信息失效的配电网开关拒动概率模型;同时考虑配电网多开关自愈动作,结合网络等值法与最小路法,改进了网络等值向上等效过程中的平均停运时间计算方法。基于此计算了配电网各类用户可靠性,最后建立了测试系统验证了所提方法的有效性,探讨了信息物理元件依赖度匹配程度对配电网可靠性的影响,分析了信息系统故障对计划孤岛、负荷转供的影响。     

输电线路运行可靠性预测

提高电力系统可靠性评估的准确度是改善电网安全运行的关键之一,元件可靠性计算又是系统可靠性评估的基石.传统的元件可靠性采用统计模型,无法表征元件实时状态;而考虑潮流、电压、天气等运行条件影响的元件分析模型,又受到数据来源的限制.综合前2类模型的特点,基于支持向量机和灰色预测技术,根据元件运行时间、输电线路所在区域的污秽等级和落雷密度,提出了2种实用的输电线路运行可靠性预测模型.采用2种预测模型对华东电网500 kV线路可靠性预测的结果表明,文中提出的预测模型较为真实地反映了元件的运行可靠性水平.     

考虑天气对无线接入网影响的配电信息物理系统可靠性评估

为量化配电网可靠性评估中天气对无线通信质量及故障处理过程的影响，提出一种新的配电信息物理系统可靠性评估方法。首先，分析天气对无线通信性能的影响，建立信息系统链路有效性模型；其次，采用故障模式影响分析法量化分析配电网故障时信息链路失效对配电网自愈过程的影响；最后，提出基于蒙特卡罗模拟的配电信息物理系统可靠性评估方法，以评估系统可靠性。算例采用改进的IEEE RBTS BUS6 F4，通过仿真分析验证了所提方法的有效性。     

基于元件几何过程的配电网可靠性评估

针对配电网可靠性评估中未能考虑元件随运行年限而老化的问题,提出一种基于元件几何过程的配电网可靠性评估方法。通过引入修正系数修正元件正常运行时间与故障修复时间,获得元件状态变化次数影响状态持续时间的修正模型,最后采用蒙特卡洛模拟法评估不同运行年限配电网可靠性指标。评估结果表明:随着元件运行年限的增长,元件可靠度不断下降,最终导致配电网可靠性水平不断下降;考虑了元件几何过程后,系统评估模型更精确,能够更客观地评估配电系统可靠性水平。     

考虑故障处理全过程的配电网信息物理系统可靠性评估

提出一种考虑故障处理全过程的配电网信息物理系统可靠性评估方法。建立表征信息系统支撑作用的网络连通性模型和信息传输时延模型,在此基础上研究故障定位、隔离和供电恢复各阶段的可靠性模型,并进行故障后果分析。利用事件树分析故障处理的时序过程,定量描述信息系统失效对物理系统故障处理结果的影响。利用序贯蒙特卡洛方法模拟信息物理系统的时序状态序列和故障处理的动态过程,并计算系统可靠性指标。最后,针对影响信息系统功能的2个主要因素:信息元件自检率和信息传输时延,进行灵敏度分析。算例结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

含有光伏系统的配电网可靠性评估

序贯蒙特卡罗模拟法能够模拟系统的各种运行状态,特别适合应用于含间歇性分布式电源的电力系统可靠性评估当中。通过建立光伏电源的可靠性概率模型,结合负荷和其他元件的概率模型,采用序贯蒙特卡罗模拟法,计算了考虑间歇性的光伏系统接入后配电系统的可靠性指标。针对实际系统的计算结果表明,光伏发电系统合理接入配电网,可以提高配电网的可靠性水平。     

时空环境相依的电网故障模型及在电网可靠性 评估中的应用

传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型,难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性,气象灾害具有明显的季节性特征,因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时,需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型,拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素,特别是外部气象环境因素,以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型,并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 kV输电线路的故障数据进行了分析,对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明,不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异,验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。     

考虑元件可靠性参数修正的配电网可靠性研究

元件可靠性参数是进行配电网可靠性分析的基础,对于某特定地区的某一类元件,天气和运行年限是影响其可靠性的主要因素。文章提出多态天气模型的概念,给出了该模型下元件可靠性参数的修正计算方法。在此基础上结合元件发生故障的浴盆曲线模型,给出基于天气因素和运行年限的元件可靠性参数修正模型,推导了基于元件参数修正的配电网可靠性指标的计算公式。仿真计算结果验证了天气因素和元件运行年限对配电网可靠性指标有较大影响。     

配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性的影响

配电自动化系统可视为一类典型的信息物理系统,其信息环节(包括主站、通信网络以及配电终端单元)是物理配电系统安全可靠供电的重要保证。考虑信息环节数据传输有误影响,旨在提出一种评估配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性影响的分析方法。首先,以馈线分段联络模型为基础,构建基于供电可靠性指标以及包含故障定位、故障隔离和故障处理恢复环节细分的馈线故障模式后果分析解析模型;随后,引入信息环节数据传输有误影响,提出相应的可靠性指标修正模型,以系统停电时间和系统缺供电量为指标,评估配电自动化传输信息有误对配电系统可靠的影响。最后通过算例验证了所提模型和算法的有效性。     

基于成功流法的配电信息物理系统可靠性评估

文章引入成功流法解决现有蒙特卡洛法应用于大规模配电信息系统可靠性评估耗时的问题。根据智能分布式的故障处理模式对信息物理系统进行设备及功能可靠性建模，利用同一系统内、不同系统间元件之间的依存关系定量分析信息系统故障对物理系统供电可靠性的影响，获得计及信息系统影响的成功运行频率概率和区域成功运行时间概率，并由此得到负荷点及系统可靠性指标。最后，将文章提出的方法与蒙特卡洛法进行比较，计算结果表明文章提出的方法具有较好的精度及实用性，在大规模配电信息物理系统中效率优势更为明显。     

基于元件失效模型的配电网改造方法研究

基于元件失效模型,提出了一种结合配电网供电可靠性评估的配电网改造方法,通过求解一个混合整数规划问题合理分配升级改造,设备置换资金,最优化资金投入对供电可靠性的提高效果。相关数值测试结果验证了该方法的有效性,它可以为制定合理的配电网改造方案提供参考,在资金有限的情况下合理分配元器件升级资金,对供电可靠性的提高至关重要。     

基于负荷恢复价值折算的主动配电网电力-通信故障统一修复策略

极端灾害下,先修复电力网络的传统配电网修复策略,难以发挥信息物理融合主动配电网（ADN）的调度自动化功能,导致系统弹性低。针对该问题,提出一种电力-通信故障统一修复策略。首先,定义度量弹性的故障恢复力指标,并基于信息盲区分析通信系统对故障恢复过程的影响;然后,提出基于故障概率的负荷恢复价值折算方法,量化电力和通信故障修复带来的负荷恢复;在此基础上,建立含负荷恢复价值折算值和故障恢复时间的抢修任务分配目标函数,生成统一修复任务分配方案。算例仿真结果表明,与先修复电力网络相比,在极端灾害情况下所提策略可有效提升ADN弹性。     

考虑多层耦合特性的电力信息物理系统建模方法

从信息物理融合的角度出发,综合考虑电力网、通信网和信息网的关联关系和耦合特性,提出了一种电力信息物理系统分层建模方法。首先,提出了考虑多层耦合特性的电力信息物理系统三层模型框架。然后,基于电网稳态潮流方程,考虑通信传输过程和信息决策过程,对电力网、通信网和信息网进行了分层次建模。针对信息网的监控功能和信息流的传递方向不同,建立了负责信息传递的上行/下行通信通道模型,再以网间接口模型关联电力网、通信网和信息网,推导出考虑多层耦合的电力信息物理系统一体化模型,显现了电力网、通信网和信息网的功能关系。最后,用IEEE 9节点和39节点系统构建的电力信息物理系统模型,基于潮流计算和拓扑分析方法,以最小切负荷为优化目标,定量推演信息网的感知决策过程和模型参数的变化对电网运行状态的影响,验证了所提出建模方法的有效性,适用于分析网络攻击、连锁故障演化机理等场景。     

不确定性环境下考虑信息失效的主动配电网可靠性评估

针对目前评估方法中存在的分布式电源、信息物理模型和交互作用分析考虑不充分的问题,文中提出了一种在不确定性环境下考虑信息失效的主动配电网可靠性评估方法。首先,建立了分布式电源与负荷模型、信息物理元件模型和信息传输可靠性模型。然后,结合信息失效对配电自愈过程的间接作用,量化分析了不确定性环境下信息系统不同层次失效对故障隔离、定位和供电恢复的影响,提出了采用蒙特卡洛抽样的可靠性评估方法。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。