任敏

【摘 要】电力系统的可靠性评估指标指导着电网的运行规划和工作人员的决策行动，意义重大。本文首要分析了基于不确定性数学理论的电力系统可靠性评估方法，在此基础上，依据事实强调了区间参数取代精确参数的重要性以及必要性，从而优化的建立了电力系统可靠性评估模型。

【关键词】电力系统；可靠性；时域仿真

【Abstract】The reliability evaluation index of the power system is great significance， guides the operation plan of the power grid and the decision-making action of the staff. This paper first analyzes the reliability evaluation method of power system based on the uncertainty mathematical theory. On this basis， it emphasizes the importance and necessity of replacing the exact parameters of interval parameters， and thus optimizes the reliability evaluation model of power systems.

【Key words】Power Systems； Reliability； Time domain simulation

0 前言

电力能源作为一种清洁的二次能源，且拥有能方便的将电能转换成其他形式的能量的优点，因此，电能已经成为世界各国的基础资源，对国民的经济生活与发展起着无可替代的作用。一旦停电，必定会对人民生活造成不便，甚至会导致重大经济损失和人员伤亡。因此，保证供电系统的可靠性是至关重要的，但目前，电网结构存在的各种不确定性因素，使得电网的可靠性和安全性得不到充足的保障。

1 电力系统的可靠性

电力系统可靠性（reliability）指的是电力系统能够不间断地向用户提供合乎质量标准和数量要求的电力和电能量的能力，其评估思路是通过不同的可靠性指标来反映系统充裕度（adequacy）和安全性（security）这两个方面的内容[1]。充裕度指的是电力系统能够维持不间断地向用户提供所需的电力和电能量的能力，又可称为静态可靠性；安全性指的是电力系统能够承受突然扰动的能力，又可称为动态稳定性[2]。

2 不确定性数学理论

目前，传统的电力系统可靠性评估主要是依靠随机数学理论，也就是对电力系统运行过程中出现的不确定性的情况只处理了其中随机性。但迄今，人们已认识到了 四种不确定性信息：随机信息、模糊信息、灰色信息和未确知信息[3]。综合处理这些不确定性信息的数学理论和方法称为不确定性数学，它包含4个分支，随机数学、模糊数学、灰色数学和未确知数学，理论基础分别是康托集合论、模糊集合论、灰集合论和未确知集合论[4]。

在电力系统运行的过程中，上面四种不确定性信息其实都会出现，而不单单只是随机信息。例如，电网结构被破坏具有随机性，发电机所需的有功和负荷所需的有功具有模糊性，参数的精确性在环境等因素发生改变具有的模糊性，人为主观上的不确定性。因此，要将四种不确定性信息综合起来考虑。

3 可靠性评估方法

实际中的电网架构都是基于电力系统时域仿真的结果和分析构建的，仿真的定义可以用图1来表示。

在仿真计算研究中，模型参数的准确获得对仿真的准确度影响颇大[5]。但由于实际存在的各种不确定性信息，仿真中模型的参数便不再精确，因此，引入了区间算法。区间算法还涉及到相关性和包裹效应的问题。相关性问题是由于独立变量在同一个问题里的重复出现造成的。包裹效应就是说实际的范围包裹在了计算的范围内。比如。设x∈[0，1]，y∈[0，1]，函数f（x，y）=（x+y，x-y）。如下图2所示，实线范围是计算范围，虚线范围是实际范围，计算范围是实际范围的两倍。

沿用现有指标及其公式的形式，或者稍加改进，用不确定性数表示公式中具有不确定性的参数，指标的结果值用不确定性数或者区间表示。能够构建出更符合实际的可靠性模型和评估方式。

4 结论

本文讨论了电力系统中不确定因素中的必然存在性，从而提出以不确定数学理论，区间参数为基础的分析方法，能够构建出更符合实际的可靠性模型和评估方式。与传统的可靠性评估方式作类比，本文提出的方案在計算的复杂程度上并没有显著提高，却能够更好地构建电力系统模型，反映电力系统的实际运行情况，有利于网格布局和操作人员做出有利的决定。

【参考文献】

[1]郭永基.电力系统可靠性分析[M].北京：清华大学出版社，2003.

[2]Billinton R，Allan R. Reliability evaluation of power systems[M].2nd Edition，New York：Plenum Press，1996：3-8.

[3]王清印.灰色数学基础[M].武汉：华中理工大学出版社，1996.

[4]雷秀仁，任震，陈碧云，万官泉.电力系统可靠性评估的不确定性数学模型探讨[J].电力自动化设备2005，25（11）：1-4.

[5]贺仁睦.电力系统动态仿真准确度的探究[J].电网技术，2000，24（12）：1-4.

[责任编辑：朱丽娜]endprint