潘懷剛

摘 要：供用電的安全性和可靠性受電力網(wǎng)絡運行可靠性的直接影響。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，80%的用電故障的發(fā)生都是因為電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生了故障。因此，科學、合理地規(guī)劃電力網(wǎng)絡系統(tǒng)配置并進行優(yōu)化是我國電力網(wǎng)絡規(guī)劃工作的重點。分析了模糊集合論及應用概率論的綜合運用方法，探究了電力網(wǎng)絡規(guī)劃中模糊可靠性評估方法的應用。

關(guān)鍵詞：模糊可靠性評估；電網(wǎng)規(guī)劃；模糊集合論；概率論

中圖分類號：TM712 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.076

隨著全球化信息建設(shè)的不斷發(fā)展，電力企業(yè)網(wǎng)絡建設(shè)也邁上了新臺階。立足于長遠的建設(shè)發(fā)展，建立電力網(wǎng)絡規(guī)劃是電力發(fā)展的關(guān)鍵。電力網(wǎng)絡規(guī)劃是指在已知的電源規(guī)劃以及負荷預測基礎(chǔ)上，應用現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，選擇合理的新建或者擴建線路來滿足電力運行系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。電力網(wǎng)絡規(guī)劃中隨機性的不確定事件及模糊性的不確定事件都對規(guī)劃方案有很大的影響。模糊可靠性評估在電力網(wǎng)絡規(guī)劃中的應用要充分考慮電力網(wǎng)絡中的隨機性的不確定事件和模糊性的不確定性事件，概率論與模糊集合論結(jié)合使用，共同評估不確定性問題，提高評估結(jié)果的可靠性。

1 模糊可靠性評估的應用意義

電力系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的運行狀態(tài)和系統(tǒng)的運行狀態(tài)都存在很大的隨機性，并且系統(tǒng)或設(shè)備正常的工作時間及故障的停運時間都服從一定的概率分布，所以在計算運行狀態(tài)的隨機性的不確定事件對運行系統(tǒng)的可靠性的影響時，采用概率論可靠性的定量評估方法進行分析研究能得到非常好的效果。但是在實際的長期電力網(wǎng)絡規(guī)劃中，涉及到的問題不僅有隨機性的不確定性事件，還有很多模糊性的不確定事件，比如電氣設(shè)備發(fā)生故障、系統(tǒng)突然停電等的發(fā)生，還有規(guī)化目標中某負荷水平的出現(xiàn)時間等都具有很大的不確定性。但是在規(guī)劃目標中，負荷預測值和發(fā)電機出力都有很大的模糊性，并且電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率和修復率也會因為統(tǒng)計資料的不完善、統(tǒng)計中出現(xiàn)誤差，以及對未來電網(wǎng)運行的條件或環(huán)境的預測不足等都產(chǎn)生模糊性。所以當此類情況發(fā)生時，對電力網(wǎng)絡規(guī)劃進行可靠性分析時，使用概率論的可靠性評估方法得出的準確概率值和期望值不合理，會使規(guī)劃階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和未來的實際操作中的數(shù)值存在較大偏差，從而使分析得出的可靠性數(shù)據(jù)指標對具體規(guī)劃的制訂失去實質(zhì)性的指導意義。使用模糊性的可靠性評估方法得出的評價指標代替準確的分析數(shù)據(jù)，可以給規(guī)劃人員足夠的數(shù)據(jù)范圍，給沒有考慮到的影響因素提供變動空間，所以在此基礎(chǔ)上得出的可靠性水平的出現(xiàn)可能性大小，更符合實際情況。

2 模糊可靠性評估方法

模糊集論是一種沒有明確邊界的集合理論，使用隸屬度描述物體在沒有精確邊界的集合中的分布程度，使用概率描述隨機性事件是否發(fā)生。

電力網(wǎng)絡中的各種電氣設(shè)備發(fā)生故障停運的情況存在隨機性，所以電力網(wǎng)絡運行狀態(tài)的變化也存在隨機性。并且電力網(wǎng)絡的運行狀態(tài)與各組成設(shè)備有關(guān)的同時還與電力網(wǎng)絡的負荷水平有關(guān)，負荷水平的發(fā)生概率和負荷水平的預測值都存在模糊性。在系統(tǒng)狀態(tài)變化隨機性的基礎(chǔ)上，使用模糊集合論中的梯形模糊數(shù)計算出設(shè)備故障率、故障修復率、設(shè)備的狀態(tài)概率及電網(wǎng)運行的狀態(tài)概率等數(shù)值的模糊不確定性，運用模糊集合運算計算出模糊可靠性指標，使用模糊數(shù)的隸屬函數(shù)得出可靠性指標的分布情況，為電力網(wǎng)絡規(guī)劃工作提供科學的數(shù)據(jù)。

以電力設(shè)備發(fā)生故障的概率為例，根據(jù)統(tǒng)計資料可分析得出概率值大于K1且小于K4，取值最大可能出現(xiàn)在K2和K3之間，所以概率值的模糊不確定性的隸屬函數(shù)可以表示為：

模糊數(shù)的中心值Lk（x）=1.0的平均值為 ，模糊的故障發(fā)生率的可能分布情況可以用隸屬函數(shù)描述。在評估方法中引入模糊數(shù)，可以將運算轉(zhuǎn)換成模糊數(shù)運算。

在電力網(wǎng)絡規(guī)劃中，綜合考慮隨機性的不確定事件和模糊性的不確定事件，可以使用可靠性指標進行可靠性評估。

2.1 缺電模糊概率

缺電模糊概率是指電網(wǎng)某天在某負荷水平下，因為電力設(shè)備發(fā)生故障或停運等造成供電不足的負荷停電模糊概率。此計算方法需要保證各電力設(shè)備的運行狀態(tài)相互獨立。

2.2 缺電模糊期望值

缺電模糊期望值是指在研究期間，電力網(wǎng)絡在不同的負荷水平下，電力設(shè)備發(fā)生故障或停運使得電力不足時的負荷停電模糊時間的均值。

2.3 缺電模糊頻率

缺電模糊頻率是指在研究期間，電力網(wǎng)絡在不同的負荷水平下，電力設(shè)備發(fā)生故障或停運使得電力不足時的負荷停電模糊平均次數(shù)。缺電模糊頻率與負荷水平和電力設(shè)備狀態(tài)有關(guān)，電力網(wǎng)絡各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換率也會影響缺電模糊頻率。電力設(shè)備多重故障發(fā)生時，需要對所有的故障轉(zhuǎn)移進行檢驗，然后根據(jù)各故障電力設(shè)備的模糊修復率來確定對應狀態(tài)模糊轉(zhuǎn)移率。

2.4 缺電模糊持續(xù)時間

缺電模糊持續(xù)時間指在研究期間，電力網(wǎng)絡在不同的負荷水平下，電力設(shè)備發(fā)生故障或停運使得負荷停電時模糊平均持續(xù)時間。

2.5 模糊電量不足期望值

模糊電量不足期望值指在研究期間，電力網(wǎng)絡在不同的負荷水平下，電力設(shè)備發(fā)生故障或停運使得電力不足時用戶不能得到供電的模糊缺電量均值。模糊電量不足期望值可以將可靠性和經(jīng)濟性統(tǒng)一進行考慮，所以可以在電力網(wǎng)絡規(guī)劃中綜合評估電力網(wǎng)絡的經(jīng)濟性和供電的可靠性。

3 結(jié)束語

模糊可靠性評估在電力網(wǎng)絡規(guī)劃中的應用，可以很好地將電力網(wǎng)絡規(guī)劃中的模糊性的不確定影響因素考慮其中，根據(jù)模糊性可靠分析方法計算得出的可靠性指標得出分布范圍、得出最大值和最小值及確定值的變化范圍。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕