[摘 要]随着计算机和通信技术及电网系统中设备和系统技术的发展，运用新技术建立准确的电力系统模型，以得到真实的可靠性指标，并通过改进可靠性分析方法均衡求解的精度和速度，使得运行环境下在诸多随机因素影响时，达到电力系统可靠性分析和评估的要求。本文对此介绍了诸多研究方法，期望对电力系统可靠性评估研究的发展提供一定现实参考价值。
　　[关键词]电力系统；可靠性分析；风险评估；蒙特卡洛法；改进灵敏度分析
　　中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0242-01
　　引言
　　随着科技的进步和社会的发展，用电需求不断增加且电网规模不断扩大，随之而来的电网事故也在增多，因此电力系统运行的可靠性和风险评价受到愈发的关注。电力系统中用户负荷波动和设备随机性故障造成了系统运行的强随机性，传统确定性方法显然无法满足电力系统的设计需求。近年来，不断地实践和研究表明，运用可靠性工程原理结合电力系统电力系统数学模型和计算方法，基于概率可靠性和参数统计方面的研究至关重要。目前的电力系统可靠性分析难以同时达到精度和速度要求，特别在运行环境下，需要新的快速可靠性分析与评估方法，满足有限时间和可靠精度前提下，分析并预测系统运行变化。本文首先介绍广义电网可靠性分析的蒙特卡洛分析方法，通过快速局部拓扑分析减少计算量。其次，提出可以解决可靠性灵敏度分析中不足之处的改进分析方法，通过与广义电网可靠性分析结合，更好地满足实际检修等工程决策需要。
　　1 电力系统可靠性
　　电力系统主要是为用户不断提供合格质量的电能，其可靠性与风险评估的实质是预先考察各运行方式出现概率及其影响，以此采取对策发挥各设备潜力，保证电能供给。电力系统工程可靠性的具体工作如图1所示。可靠性分析是利用可靠度指标对系统规定条件下，不间断向所有负载供应电能的能力进行分析评价，找出影响系统可靠度的环节。通常将可靠性分析与评估分为充裕度和安全性两方面。传统确定性的可靠性分析评估方法是基于一些预想方式下，无法表达电力系统运行的概率性，随着电力系统发展，概率性方法在电力系统多领域运用更广泛，也更符合实际需求。按照场景产生方式不同，概率方法又常分为解析法和模拟法。解析法很难直接运用于大电力系统中，严重影响计算精度。模拟法即蒙特卡洛模拟法方法，通过随机取样获得系统场景，容易适应较大规模、元件多且控制策略复杂的系统，然后其缺点主要是程序的收敛性问题。
　　运行环境下电力系统可靠性分析与评估则基于包括确定性信息与预测性信息等有效信息，建立元件的分析模型，兼顾系统可能的状态及故障，分析短期内系统运行的安全性与充裕度。然而，运行环境下电力系统可靠性分析与评估仍处于起步阶段，仍存在一定问题。目前，大电网可靠性分析时，实际电网的厂站接线时，将其简化为母线模型，模型来自单独产站接线可靠性分析，理论上分两步进行，各部都是独立进行，而实际中厂站可靠性与电力可靠性是有联系的。此外，对电力系统薄弱环节的灵敏度分析方法有限，需要进一步改善。
　　2 广义电网可靠性分析与评价
　　针对可靠性分析与评估中，厂站接线与电网可靠性分析独立进行的问题，可将厂站接线纳入电网整体模拟中，实现广义电网可靠性分析的蒙特卡洛模拟。其思路是：针对广义电网，当每次取样的元件状态上，进行厂站拓扑和电网拓扑两分析，获得系统各部分的等值计算模型，并根据此模型计算测度指标。
　　实际电网中的元件分为有阻抗元件和无阻抗元件两类，传统分析方法实施将无阻抗元件简化成等值节点以建立等值电网，广义电网模拟则将所有元件统一考虑，对各个元件状态取样，以此考察系统运行状态并计算可靠性测度指标。
　　2.1 取样方法
　　电力系统运行具备时序特性，因此是否考虑时序性，可将广义电网蒙特卡洛模拟分为非序贯和序贯模拟。非序贯方法只模拟系统运行某一断面，常选择系统最大运行方式或典型面分析，序贯法则在某段时间内进行模拟。两者各有优缺点，对于是否考虑厂站内接线对系统可靠性的影响，应优先选择非序贯模拟方法。
　　2.2 拓扑分析
　　传统拓扑分析是基于链表拓扑结构，根据深度或者广度优先的准则搜索算法进行分析。广义电网拓扑分析常分成两步：先进行产站拓扑分析，进而进行网络拓扑分析。这样能提高计算速度，且系统结构有变化时能最大限度提高计算效率。
　　2.3 快速局部拓扑
　　实际系统中，往往仅有少量元件发生故障，对电网接线方式影响的少，比较具有局部特性。对此在正常状态分析基础上，可采用局部拓扑分析：厂站拓扑分析时，可对正常状态的连通片重新局部拓扑分析，一旦节点较多时刻线判断连通性，仅当连通性变化再进行整体拓扑分析。
　　2.4 再调度模拟
　　若计算不收敛或者结果不满足约束，则该状态下可靠性无法保证，因此在实际运行时可增加再调度过程，并必要时切除部门负荷，保证系统安全平稳运行。对此过程可采用一定优化模型，保证非计划负荷数目最少。
　　3 改进灵敏度分析
　　系统中各个元件对可靠性的影响取决于其在系统中位置及元件可靠性参数，因此可采用灵敏度方法判断影响较大的元件，从而确定系统薄弱处。然而，灵敏度方法只表征系统中其他元件可靠度及作用，与待评价元件自身可靠度无太大关系，限制了其实际检修决策应用。通过与广义电网可靠性分析结果并改进灵敏度方法，以改善可靠性分析与评价的效果。
　　系统可靠性灵敏度和系统构成、其他元件可靠度及元件在系统中作用有关，而与元件自身可靠度没有关系，因此制约了该方法运用。通常用元件缺失后对系统可靠度下降衡量元件对可靠性作用，此方法为潜在降低值法。该方法分析结果与自身可靠度成正比例关系，元件可靠度愈发高其作用愈大。这与工程实际矛盾，元件可靠度低则故障率越大，引发系统不可靠度越大。工程中，可采用更潜在提高值法代替潜在降低值法分析元件重要性，更多关注可靠度低的元件对系统影响。进一步可对潜在提高值法进行一定改进降低一定算法误差及准确性。
　　参考文献
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　　作者简介
　　李梁（1989—），男，山东滨州，本科，国网滨州供电公司，助理工程师，研究方向：电力运营监测分析。