大电网可靠性的序贯和非序贯蒙特卡洛仿真的收敛性分析及比较

非序贯蒙特卡洛改进法在电网运行方式风险评估中的应用
的开题报告
一、选题背景
随着电力行业不断发展，越来越多的新技术、新模式被应用在电网运行中。

然而，这些新的运行方式虽然带来了比传统方式更高的效率和更低的成本，但也带来了更高
的风险。

因此，在电网运行中，对运行方式进行风险评估变得尤为重要。

目前，在电网运行方式的风险评估中，常采用蒙特卡洛模拟法。

然而，这种方法只能进行序贯模拟，不能考虑不同事件之间的相互作用。

因此，该方法容易出现误差。

为了提高评估结果的准确度，需要采用非序贯蒙特卡洛改进法，以考虑事件之间的相
互作用。

二、研究目的
本文旨在探究非序贯蒙特卡洛改进法在电网运行方式风险评估中的应用，通过对比序贯蒙特卡洛模拟法和非序贯蒙特卡洛改进法的结果，验证非序贯蒙特卡洛改进法
的有效性。

三、研究方法
1. 文献综述：对现有的电网运行方式的风险评估方法进行文献综述，了解其优缺点。

2. 序贯蒙特卡洛模拟：采用序贯蒙特卡洛模拟法，在MATLAB软件中编写程序
模拟电网运行方式的风险评估。

3. 非序贯蒙特卡洛改进法：采用非序贯蒙特卡洛改进法，在MATLAB软件中编
写程序模拟电网运行方式的风险评估。

4. 结果对比：对序贯蒙特卡洛模拟法和非序贯蒙特卡洛改进法的结果进行对比，验证非序贯蒙特卡洛改进法的有效性。

四、预期结果
1. 对序贯蒙特卡洛模拟法和非序贯蒙特卡洛改进法进行对比，验证非序贯蒙特卡洛改进法的有效性。

2. 提出一种较为准确的电网运行方式风险评估方法，可以为电力行业的安全生产和规范运营提供决策支持。

基于序贯蒙特卡罗仿真的配电网可靠性评估模型
丁明;张静;李生虎
【期刊名称】《电网技术》
【年(卷),期】2004(28)3
【摘要】提出了考虑线路容量约束和潮流分布的基于序贯蒙特卡罗仿真和时变负荷模型的评估配电网可靠性的模型。

模型中切负荷策略综合考虑了停电损失费用、停电电量、网损和停电时间,因而该模型在模拟配电网的故障和负荷点停电情况方面更加符合实际运行情况,并可以评估不同调度策略下的可靠性风险指标和可靠性效益指标的影响。

经采用IEEERBTS配电系统测试,结果表明该模型是合理的、有效的。

【总页数】5页(P38-42)
【关键词】配电网;可靠性评估模型;概率模拟法;序贯蒙特卡罗仿真法;电力系统【作者】丁明;张静;李生虎
【作者单位】合肥工业大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM732
【相关文献】
1.基于序贯蒙特卡罗法的复杂配电网可靠性分析 [J], 李江;刘伟波;李国庆;支新;欧阳斌;陈翔雁
2.基于序贯蒙特卡罗和well-being模型的风/柴/储能发电系统可靠性分析 [J], 王
银莎;栗文义;郭鑫;王瑞刚;刘鑫;赵鹏;巴根
3.基于序贯蒙特卡罗仿真的发输电系统充裕度评估算法 [J], 张硕;李庚银;周明
4.一种用于序贯蒙特卡罗仿真的风电机组多状态可靠性模型 [J], 刘文霞;蒋程;张建华;王昕伟;于雷;刘德先
5.基于有向图和序贯蒙特卡洛法的含电动汽车配电网可靠性评估 [J], 管永高; 许文超; 汤奕; 王琦; 王震泉; 张诗滔; 牛涛
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配电网的可靠性评估算法实现作者：兰洋来源：《城市建设理论研究》2013年第04期摘要：本文采用了故障扩散法对配电网可靠性进行解析计算。

通过枚举故障支路，确定故障后各个节点的故障类型，得到各个负荷的可靠性指标，进而得到整个供电系统的可靠性指标。

关键词：配电网；可靠性；故障扩散法中图分类号：U665.12 文献标识码：A文章编号：引言配电系统处于电力系统的末端，直接与用户相连，是向用户提供电能和分配电能的重要环节。

本文运用了MATLAB编制的可靠性计算程序，对IEEE RBTS-BUS6标准测试系统进行了可靠性评估，计算结果证明了本文所采用的算法是正确有效的。

1.配电网可靠性评估理论基础1.1与用户有关的配电系统可靠性预测评估指标：(1) 用户平均停电频率指标CAIF；（2）用户平均停电持续时间指标CAIDI；(3) 系统平均停电频率指标SAIF；(4) 系统平均停电持续时间指标SAIDI；(5) 平均供电可用率指标ASAI；(6) 平均供电不可用率指标ASUI。

1.2与负荷和电量有关的指标（1）平均负荷停电指标ALIL；（2）平均系统缺电指标ASCI；（3）平均用户缺电指标ACCI；（4）总电量不足ENS；（5）用户平均停电电量AENS。

2.配电网可靠性评估方法2.1模拟法模拟法主要指蒙特卡洛仿真法，其蒙特卡洛仿真法通常又可分为非序贯仿真法和序贯仿真法两类。

模拟法以配电网各元件的可靠性原始数据为前提，通过计算机模拟随机出现的各种系统运行状态，从大量的模拟实验结果中统计出系统的可靠性指标。

需先找到故障元件影响的所有负荷点，形成它们的工作恢复的历史数据表。

通过对负荷点历史记录的采样、分析和计算，便可求出系统和负荷点的可靠性指标，包括其均值和概率分布。

2.2解析法解析法的基本思想是根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系建立系统的可靠性概率模型。

通过对模型的精确求解而得到系统的可靠性指标。

基于序贯蒙特卡洛算法的电网可靠性评价方案李军峰;孟安波;刘晓;王鹏【摘要】针对目前智能电网解决方案的配网线路老化风险尚未得到量化的问题,提出一种用于电力网络的可靠性评价方法.该框架整合了一个网络层面上的序贯蒙特卡洛算法.计算过程划分到\"网络状态&约束映射\"、\"网络优化\"和\"网络&架空线路状态可靠性映射\"模块.通过可靠性、可操作性、天气和架空线路设计数据,对每个架空线路的充裕度进行评价.实验结果表明,所提方法可对现有方法进行改善,能够捕捉到架空线路故障风险的增加,且灵活性和风险抗性更加全面.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】6页(P82-87)【关键词】架空线路;智能电网;序贯蒙特卡洛;老化风险;充裕度【作者】李军峰;孟安波;刘晓;王鹏【作者单位】广东工业大学自动化学院,广州510000;中国南方电网广东电网有限责任公司,广州510060;广东工业大学自动化学院,广州510000;中国南方电网广东电网有限责任公司,广州510060;中国南方电网广东电网有限责任公司,广州510060【正文语种】中文【中图分类】TN141迫于当前经济压力和相关法规限制,电力企业亟需研究和实施可再生能源的架空线路网络[1]扩展方案,必须通过提高现有架空线路资产的利用率以改善电网性能。

因此,柔性交流输电系统[2]FACTS(Flexible Alternative Current Transmission System)的解决方案逐渐应用于电力系统,其主要将电网电压保持在可接受等级内,通过放宽特定架空线路的热约束[3]或者电力约束[4],以实现电网电力潮流充裕度的提高。

一般情况下,在设计解决热额定约束的低成本方法时,以概率热额定值PTR(Probabilistic Thermal Rating)或动态热额定值DTR(Dynamic Thermal Rating)理念为基础[5-6]。

第6期(总第225期）2020年12月山西电力SHANXI ELECTRIC POWERNo.6(Ser.225)Dec. 2020配电系统可靠性评估方法综述杨贽磊\雷达\王浩2(1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原030001; 2.国网山西省电力公司晋中供电公司，山西晋中030600)摘要：近年来，配电系统中的设备不断增加，网架结构也愈加复杂，这种现状对配电系统的可靠性评估提出了更高的要求。

介绍了 2种可靠性评估方法，一种是优先遍历荷栽路径的序贯蒙特卡罗模拟法，该方法可以更加高效地统计出负荷点的各项可靠性指标，适用于电网结构复杂的配电系统；另一种是仿射最小路径法，该方法改进了传统的区间最小路径法，在考虑了配电系统参数不确定性的同时，提高了可靠性计算的区间精度。

关键词：配电系统；可靠性评估；蒙特卡罗模拟法；荷栽路径；仿射最小路径法中图分类号：TM732 文献标志码：A0引言在配电系统的可靠性评估中，首先要定义各 项可靠性指标，然后建立配电系统中元件和系统 的故障分析模型，根据该模型进行精准的迭代求 解或状态抽样，得到系统中的各项可靠性数据并 进行分析，找出系统中可靠性较差的区域，寻求 解决方案，最后，在确保系统可靠性达到一定标 准的同时，还要考虑解决方案的经济性问题，寻 求二者之间的平衡点。

1配网可靠性分析发展现状目前，比较常用的配电网可靠性评估手段有 解析法和模拟法2种"I。

其中，解析法的基本原收稿日期：2020-05-丨3,修回日期:2020-03-10基金项目：国网山西省电力公司科技项目（52053017000K)作者简介:杨赞磊（1990),男，山西朔州人,2015年毕业于武汉大学 电气工程专业，硕士，工程师，从事新能源、电能质量分析工作；雷达（1985),男，山西太原人，2011年毕业于青岛科技大学电力系统及其自动化专业，硕士，高级工程师，从事新能源、电能质量分析工作；王浩（1983),男，山西榆社人，2007年毕业于山西大学电力系统及其自动化专业，高级工程师，从事电网生产运行工作：文章编号：1671-0320 (2020) 06-00(M-04理为：了解系统中不同元件的功能，找出各元件 发生故障时可能影响的区域，根据元件和网架结 构之间的逻辑关系，构造出分析模型，使用数值 分析中的递推、迭代等方法对该模型进行运算求 解，以获取需要的各项指标数据IM。

一种用于序贯蒙特卡罗仿真的风电机组多状态可靠性模型刘文霞;蒋程;张建华;王昕伟;于雷;刘德先【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2013(000)008【摘要】A multistage reliability model of wind turbine is built utilizing a systematic method based on Markov chain approach, considering the drawback of the traditional wind turbine reliability model in sequential Monte Carlo Simulation. The probability of occurrence and duration of each state can be obtained using the state transition rate between each output power state of wind turbine calculated out with the regional wind regime of wind farm and operation historical data of wind turbine. On this basis, the double sampling method for the sequential Monte Carlo simulation is proposed. The simulation program for multistage reliability model of wind turbine is compiled. Then it is compared with the commonly used two-state model based on a single sampling method. Simulation results verify the feasibility of the proposed model based on Markov method. It can reflect accurately the output power of the wind turbine of any duration under fault conditions, improve the accuracy and expand the application range of the simulation model.% 针对传统风电机组可靠性模型不适合序贯蒙特卡罗仿真的不足，利用基于马尔可夫链的解析方法建立了风电机组的多状态可靠性模型。

序贯蒙特卡洛法在分布式电源接入对配电网可靠性影响中的应用摘要：本文采用序贯蒙特卡洛法搭建了可靠性计算方法和流程，然后将该方法应用至分布式电源接入对配电网的影响中：逐次地研究接入容量及位置、配电网环网结构、分布式电源接口类型和储能配置四个方面对福州配电网可靠性的影响。

0 前言一般情况下，分布式电源的接入可以提高配电系统的整体可靠性，主要包括两方面：首先，分布式电源可以作为后备电源，在线路发生故障时启动来为停电的用户供电，尤其是对于那些非常重要的负荷，紧急后备电源与电池、换流器联合保证不间断的供电。

虽然分布式电源对于故障发生频率没有影响，即年平均断电次数SAIFI不变，但是断电时间却因为分布式电源的后备作用而大大减少，即年平均断电时间SAIDI减少，从而提高了电网可靠性。

其次，分布式电源具有削峰作用。

在用电高峰和电价高峰期间，分布式电源开始启动为某些重要用户供电，在减少了用户用电费用的同时减轻线路负荷，提高了系统的可靠性。

如果分布式电源仅作为备用电源是可以提高系统供电的可靠性的，但如果分布式电源与电网并联运行，则可能降低系统的可靠性。

分布式电源并网后，配电网供电可靠性的评估需要考虑新出现的影响因素，如孤岛的出现和分布式电源输出功率的随机性等。

分布式电源受环境、气候影响很大，特别是风力发电和太阳能发电，它们的出力很不稳定，其平均容量系数有大有小，这直接影响到分布式电源的投资成本和停电损失，因此还有必要对这些分布式电源的容量、平均容量系数和其引起的经济效益做出评价分析。

1 整体思路采用序贯蒙特卡洛可靠性评估方法，分别建立风光蓄元件的时序模型和状态转移模型。

对系统中的非电源元件进行序贯抽样，而对风光蓄元件进行非序贯抽样。

通过对含风光蓄配电系统的故障效果影响过程（FMEA）的过程分析，采用启发式的负荷削减方式，研究分布式电源接入容量及位置、配电网环网结构、分布式电源接口类型和储能配置四个方面对福州市区配电网可靠性的影响。