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计及多负荷水平的配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法

作　者: 刘禹良
导　师: 谢开贵
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法潮流估算负荷曲线
分类号: TM732
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

配电网作为电力系统中直接针对用户的环节,其对用户供电质量及可靠性有极大的影响。随着国民经济的发展、人民生活水平的提高,我国配电网的规模不断扩大,将电能优质、经济地传输给用户成为电力公司的首要任务,因此,如何全面、准确、快速地评估配电网可靠性水平成为当前研究的热点。论文将配电网可靠性评估技术与贝叶斯网络、区间分析及电力系统分析、规划等相关理论结合,对配电网潮流估算、负荷削减、可靠性计算及薄弱环节辨识等问题进行了深入探讨,取得以下成果:①基于贝叶斯网络理论实现配电网可靠性评估算法。以配电网可靠性评估的分块为基础,建立配电网4层贝叶斯网络,即元件层、分块层、负荷点层和系统层。根据配电网分块形成的等效网络,建立元件层和分块层间的关系;通过解析枚举分块及开关元件的故障,得到负荷点的节点类型,建立分块层和负荷点层间的关系,并通过矩阵存储实现负荷点可靠性计算;建立负荷点层和系统层间的关系,实现系统可靠性计算。根据贝叶斯网络的双向推理功能,通过元件可靠性参数辨识负荷点薄弱环节,及通过各元件分摊的期望缺供电量指标辨识系统薄弱环节。②为充分计及可靠性参数的不确定性,结合区间数理论及其运算法则,实现配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法。区间算法考虑了元件可靠性参数(如线路故障率、修复时间等)的可能波动范围,可同时给出最好和最差两种情况下负荷点和系统的可靠性指标,使评估结果更符合系统的实际运行情况。③针对负荷转移时可能发生线路容量过载、节点电压越限的情况,设计计及潮流约束的配电网可靠性评估算法。根据配电网结构及潮流分布特点,对线路电压降落模型进行合理近似,基于此推导出负荷转移后节点电压的等值负荷矩估算模型,并根据估算结果制定分块削减负荷策略。用估算模型对负荷转移后的网络进行潮流分析,可避免精确潮流计算的反复迭代过程,大大降低计算复杂性。④为计及负荷水平的变化,采用聚类技术处理年负荷曲线,得到年负荷多层模型。通过对每一层负荷水平分别进行区间可靠性计算,通过概率加权得到计及多负荷水平的区间可靠性年度指标。通过算例分析分层数目对计算速度和计算精度的影响。利用MATLAB 7.8.0平台编制程序,实现上述配电网潮流估算、可靠性计算、薄弱环节辨识及负荷曲线聚类等功能。对RBTS母线2、IEEE 33节点配电网和一527节点实际配电网等算例进行可靠性评估和分析,验证了以上各算法的正确性和有效性。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 问题的提出及研究意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-16
    1.2.1 配电网潮流计算研究现状  10-11
    1.2.2 配电网可靠性评估研究现状  11-14
    1.2.3 贝叶斯网络在配电网可靠性评估中的应用现状  14-15
    1.2.4 区间分析方法在配电网可靠性评估中的研究现状  15
    1.2.5 计及潮流约束的配电网可靠性评估研究现状  15-16
  1.3 本论文的主要内容  16-18
2 配电网可靠性评估基础  18-26
  2.1 引言  18
  2.2 配电网潮流计算的前推回代法  18-19
  2.3 配电网可靠性指标  19-22
    2.3.1 元件可靠性参数  19-20
    2.3.2 元件可靠性指标  20
    2.3.3 系统可靠性指标  20-22
  2.4 可靠性计算的基本公式  22-23
  2.5 配电网可靠性评估算法  23-24
    2.5.1 负荷点节点类型的确定  23-24
    2.5.2 算法流程  24
  2.6 本章小结  24-26
3 基于分块技术的配电网可靠性评估贝叶斯网络算法  26-40
  3.1 引言  26
  3.2 贝叶斯网络理论基础  26-28
  3.3 基于分块技术的配电网可靠性评估贝叶斯网络算法  28-33
    3.3.1 贝叶斯网络的元件层和分块层  28-29
    3.3.2 贝叶斯网络的分块层和负荷点层  29-30
    3.3.3 贝叶斯网络的负荷点层和系统层  30-31
    3.3.4 系统可靠性计算  31
    3.3.5 基于可靠性的配电网薄弱环节分析  31-33
  3.4 算例分析  33-38
    3.4.1 算例1  33-36
    3.4.2 算例2  36-38
  3.5 本章小结  38-40
4 配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法  40-52
  4.1 引言  40
  4.2 区间数和区间运算基础  40-43
    4.2.1 区间数的定义  40-41
    4.2.2 区间数的四则运算  41
    4.2.3 区间除法“不确定性”问题的解决方法  41-42
    4.2.4 区间数的比较和排序方法  42-43
  4.3 配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法  43-46
    4.3.1 串、并联系统可靠性计算的区间算法  43
    4.3.2 配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法  43-46
  4.4 算例分析  46-50
    4.4.1 算例1  46-49
    4.4.2 算例2  49-50
  4.5 本章小结  50-52
5 基于潮流估算的配电网可靠性评估区间算法  52-70
  5.1 引言  52
  5.2 基于潮流估算的配电网可靠性评估区间算法  52-59
    5.2.1 节点电压估算的等值负荷矩模型  54-56
    5.2.2 负荷转移后的节点电压估算  56-57
    5.2.3 负荷的分块削减策略  57-59
    5.2.4 基于潮流估算的配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法流程  59
  5.3 计及多负荷水平的配电网可靠性评估区间算法  59-62
    5.3.1 年负荷多层模型的形成  60-61
    5.3.2 基于年负荷多层模型的配电网可靠性评估区间算法  61-62
  5.4 算例分析  62-68
    5.4.1 算例1  62-63
    5.4.2 算例2  63-68
  5.5 本章小结  68-70
6 结论  70-72
致谢  72-74
参考文献  74-80
A IEEE RTS 负荷模型  80-82
B IEEE 33 节点配电网  82-84
C 作者在攻硕期间发表/已投递的论文  84-86
D 作者在攻硕期间参加的科研项目  86

计及多负荷水平的配电网可靠性评估贝叶斯网络区间算法

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