电网规划中的模糊可靠性评估方法

【摘要】本文结合模糊集论及应用概率分析了电网规划中模糊可靠性评估的方法。并应用模糊集合论描述了电网中各设备的故障发生率、设备状态概率、电网及设备状态的概率以及预测值等的模糊性评估，并采用相应的计算方法计算电网的模糊可靠性指标，并对计算结果进行了验证。

【关键词】电网规划；可靠性；模糊性

一、前言

电网运行的可靠性直接关系着供用电的安全可靠性，约有80%的用电故障主要来自电网系统的故障，因此，合理地规划和优化电网系统的配置已成为我国电网的规划及管理工作的重点内容。电力系统的运行可靠性评估常用数学中的“概率”来分析和研究，并在此基础上发展了许多的评估方法。

由于电力系统及设备的运行状态、变化具有很强的随机性，设备及系统的故障停运事件与正常工作状态之间存在一定的概率分布关系，因此，采用概率计算来衡量随机性变化对电网可靠性的影响是一种比较有效的方法。电网系统中系统停电、设备故障及规划中某年负荷水平等的出现都具有随机性，但由于统计资料不完整或存在误差，并且对未来的运行条件及环境的预测具有较强的模糊性，因此，在现代电网规划中如果继续沿用过去的统计资料来进行可靠性评估，得出的结果不仅不符合实际，且会导致电网规划结果与电网在未来的实际运行中存在很大的差异，由此得出的评价指标将失去对电网规划方案的指导意义。因此，在实际运行过程中，可以用一些模糊性的指标来代替明确指标，从而给规划者一个范围性指标，将一些不确定和无法估计的因素考虑在内，更符合电网规划及发展的实际。因此，将电网中将随机性不确定事件以及模糊性的不确定事件都考虑在内，将模糊集合论与概率论有机地结合起来，科学合理地处理电网规划中的一些不确定性因素，可以有效地对电网进行可靠性定量评估。

二、模糊可靠性指标的评价方法

（一）模糊集论与模糊可靠性指标评估

模糊集理论是一种基于不具有精确边界集合的理论。模糊集中，用隶属度来描述物体属于一个不具有精确边界的集合的程度，而概率论的随机性是描述事件发生与否的。

在电网规划中，尤其是长期性的规划中，不仅涉及到了许多随机性的不确定问题，还会涉及许多模糊的不确定性问题。因此，对设备及电网运行状态变化的描述与处理仍采用概率统计的方法。但在电网规划过程中，由于对所选设备将来投运后的运行情况无法准确预测，但由于统计资料不完整或存在误差，并且对未来的运行条件及环境的预测具有较强的模糊性，因此，在现代电网规划中如果继续沿用过去的统计资料来进行可靠性评估，得出的结果不仅不符合实际，且会导致电网规划结果与电网在未来的实际运行中存在很大的差异。这样，在考虑数据模糊不确定的情况下得出的电网可靠性指标也必然是模糊不确定的。

笔者结合概率统计率描述和处理了设备与电网运行状态变化与符合状态变化的随机性，应用模糊集合论中的梯形模糊数表示设备的修复率、故障发生率以及设备的运行状态、负荷水平预测值等的不确定性。

三、数值仿真

本文采用IEEE-24节点系统进行模拟仿真分析，并利用Monte Carlo模拟法进行模拟验证，运用Monte Carlo模拟法得出的缺电模糊缺电值的截集极端值见表1，系统故障停运时的模糊可靠性指标计算结果见表2，故障停运时的缺电模糊期望值的可能性分布见图2。

观察分析表1、表2及图2可知，随着模拟实验次数的增加，模拟法与解析法获得的结果之差的误差逐渐减小，说明本文提出的方法具有可行性和准确性。

四、结束语

模糊可靠性评估法在电网规划中的应用将电网中将随机性不确定事件以及模糊性的不确定事件都考虑在内，将模糊集合论与概率论有机地结合起来，科学合理地处理电网规划中的一些不确定性因素，可以有效地对电网进行可靠性定量评估。且模糊数的代数运算所需的运算时间与常规方法的所需时间相差无几，适用于实际工程中。

参考文献

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