【摘要】：作為電力系統(tǒng)的重要組成部分,配電網(wǎng)通過直接相連的方式為電力用戶提供電能,因此對于用戶供電安全有著重要作用。歷史數(shù)據(jù)表明,電力系統(tǒng)中80%的用戶停電事件是由配電網(wǎng)故障引起的。因此,針對配電網(wǎng)運行過程進行風(fēng)險管理分析對電網(wǎng)安全有著重要作用。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的提出和發(fā)展,電力流、信息流、價值流的高度融合,給電力系統(tǒng)發(fā)展提供了良好的平臺,但同時也為配電網(wǎng)運行管理中注入了更多的不確定性,其中的風(fēng)險因素的動態(tài)性和傳遞性也表現(xiàn)得更加明顯。針對新的形勢,本文從配電網(wǎng)運行過程入手,從信息安全風(fēng)險傳遞、故障停電風(fēng)險、故障恢復(fù)和檢修決策四個過程進行風(fēng)險傳遞與優(yōu)化決策建模分析,進而討論了以理論模型為支撐的配電網(wǎng)運行風(fēng)險管理信息系統(tǒng)。論文的主要成果為如下五個方面:(1)考慮信息物理融合下的配電網(wǎng)信息安全風(fēng)險傳遞研究。電力信息物理系統(tǒng)是伴隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而提出的新型融合系統(tǒng)。信息物理的融合加速了電網(wǎng)智能化發(fā)展的同時,也增加了電網(wǎng)運行中的潛在風(fēng)險。伴隨著信息的交互,風(fēng)險傳遞擴散效應(yīng)會更加突出。針對配電網(wǎng)中高維小樣本數(shù)據(jù),建立了基于知識元的配電網(wǎng)風(fēng)險傳遞模型。該模型把物理系統(tǒng)中的可監(jiān)測數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)以表達(dá)配電網(wǎng)傳遞風(fēng)險,根據(jù)載體知識元內(nèi)部狀態(tài)屬性閾值構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險等級體系。利用投影尋蹤方法,尋得輸入數(shù)據(jù)的最佳投影,并進行降維。進而,依據(jù)風(fēng)險元傳遞理論,計算監(jiān)測樣本風(fēng)險傳遞到配電網(wǎng)總風(fēng)險等級的概率及風(fēng)險分布,并分析風(fēng)險傳遞效應(yīng)。(2)考慮故障損失的配電網(wǎng)停電風(fēng)險評估研究。首先,對配電網(wǎng)停電進行了風(fēng)險分析,包括評估指標(biāo)體系和風(fēng)險評估模型。其次,建立了考慮自然環(huán)境影響下的故障率模型,提出了配電網(wǎng)故障分塊劃分思想和饋線分區(qū)的配電網(wǎng)故障停電概率估算方法。基于風(fēng)險元傳遞思想,提出了基于風(fēng)險傳遞的配電網(wǎng)故障停電損失風(fēng)險計算模型。最后,應(yīng)用實例依次計算了負(fù)荷停電概率、用戶停電時間、用戶損失、供電企業(yè)損失和配電網(wǎng)整體損失,并分析了風(fēng)險傳遞損失對不同類型用戶造成的影響。(3)考慮主觀風(fēng)險的配電網(wǎng)故障恢復(fù)決策研究。為了快速高效地使非故障失電區(qū)域恢復(fù)電力,基于啟發(fā)式規(guī)則,根據(jù)故障恢復(fù)目標(biāo)以及負(fù)荷恢復(fù)量、負(fù)荷轉(zhuǎn)移量、負(fù)荷容量裕度、開關(guān)操作次數(shù)和負(fù)荷均衡率五個決策指標(biāo),迅速形成故障恢復(fù)方案集。針對實數(shù)型的恢復(fù)方案,考慮到屬性之間的交互作用和專家群評價的一致性程度,提出了采用馬田系統(tǒng)和區(qū)間模糊偏好系矩陣定義指標(biāo)屬性的Shapley值,通過Shapley值確定模糊測度,利用 φs 函數(shù)構(gòu)建模糊決策模型;針對區(qū)間數(shù)型的故障恢復(fù)方案,將區(qū)間數(shù)決策向量視為多維屬性空間中的超長方體,采用2水平正交試驗在該超長方體上均勻、分散地布點,根據(jù)正交表的試驗次數(shù)組成布點集代表決策方案。由于屬性之間存在相關(guān)性,計算故障恢復(fù)方案與正負(fù)理想的馬氏距離�？紤]到公司領(lǐng)導(dǎo)的主觀風(fēng)險態(tài)度,引入累積前景理論,定義了基于馬氏距離的灰關(guān)聯(lián)函數(shù),進而構(gòu)建了正負(fù)前景價值矩陣,計算故障恢復(fù)方案的綜合前景值并排序選擇最優(yōu)解。(4)考慮風(fēng)險評估的配電網(wǎng)檢修優(yōu)化決策研究。以檢修風(fēng)險和故障風(fēng)險為配電網(wǎng)優(yōu)化的雙目標(biāo),以檢修時間和方式為優(yōu)化變量,建立雙目標(biāo)優(yōu)化模型。采用擁擠距離排序的多目標(biāo)粒子群算法進行求解,得到帕累托非最劣解集�？紤]決策者的主觀風(fēng)險態(tài)度,提出了基于不同風(fēng)險態(tài)度的梯形直覺模糊數(shù)的多屬性決策方法,利用改進的Bonferroni算子對方案值進行融合,通過風(fēng)險期望對檢修方案進行排序,得到不同風(fēng)險態(tài)度下的檢修結(jié)果。(5)配電網(wǎng)運行風(fēng)險管理信息系統(tǒng)設(shè)計研究。把研究的理論和構(gòu)建的模型拓展到實際的配電網(wǎng)管理中,提出了配電網(wǎng)運行風(fēng)險管理信息系統(tǒng)設(shè)計。在需求分析的基礎(chǔ)之上,對該系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)和功能進行了研究,并探討系統(tǒng)構(gòu)建所需的關(guān)鍵技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM732
【圖文】：

華北電力大學(xué)博士學(xué)位論文逡逑（５）如果分區(qū)恢復(fù)不能實現(xiàn)非故障失電區(qū)域所有負(fù)荷的恢復(fù)，將支持饋線的負(fù)移至下一級饋線，再實施分區(qū)恢復(fù)。逡逑（６）上述步驟都不能恢復(fù)時，采取切負(fù)荷策略，并重復(fù)（１）至（５），直到完成。逡逑圖２－２⑷（ｂ）（ｃ）（ｄ）形象地說明了四種配電網(wǎng)故障恢復(fù)過程。在圖中，曲折的箭頭表障，黑色長方形是非故障失電區(qū)域，黑點說明開關(guān)關(guān)閉，白點說明開關(guān)打開，直箭負(fù)荷恢復(fù)的方向。邐邐逡逑支持饋線逡逑

圖２－２故障恢復(fù)模式逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｓｅｒｖｉｃｅ邋ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ逡逑２故障恢復(fù)涉及的概念逡逑本文在第５章中會詳細(xì)研究配電網(wǎng)故障恢復(fù)過程，會引用…些相關(guān)概念，定義如（１）相鄰饋線指通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與待恢復(fù)區(qū)相連的饋線。逡逑（２）次相鄰饋線是與聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接的饋線，但是不連接待恢復(fù)區(qū)域。逡逑（３）聯(lián)絡(luò)開關(guān)的負(fù)荷裕量指的是開關(guān)所屬饋線的負(fù)荷裕量。逡逑（４）分段開關(guān)可轉(zhuǎn)移負(fù)荷是從分段開關(guān)位置算起下游的負(fù)荷電流總和。逡逑（５）負(fù)荷電流超過額定的限制即為過負(fù)荷現(xiàn)象。生成恢復(fù)方案的集合允許發(fā)過載現(xiàn)象，即過載不超過２％。逡逑配電網(wǎng)檢修技術(shù)逡逑通過設(shè)備信息采集而進行設(shè)備狀態(tài)評價是配電網(wǎng)設(shè)備檢修的基礎(chǔ)。狀態(tài)評價是歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)在運行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)備壽命老化理論和專家主觀經(jīng)驗，

【參考文獻】

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本文編號：2728738