基于馬爾科夫鏈的電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性快速評(píng)估

劉怡芳

摘 要：為了進(jìn)一步促進(jìn)相關(guān)效益的提升，需要作業(yè)人員提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。基于此，著重分析了電力體系的可靠性，并對(duì)基于馬爾科夫鏈的電力運(yùn)行可靠性分析模型的內(nèi)涵進(jìn)行了全面分析，從而為相關(guān)單位提供借鑒，確保準(zhǔn)確評(píng)估電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

關(guān)鍵詞：馬爾科夫鏈；電力系統(tǒng)；快速評(píng)估；安全控制

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.110

1 電力系統(tǒng)狀態(tài)劃分

目前，我國(guó)的電力部門在進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的評(píng)價(jià)過程中，往往依據(jù)不同類別的可靠性準(zhǔn)則進(jìn)行相關(guān)的操作，并進(jìn)行不同狀態(tài)的劃分。基于此，為了進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評(píng)判作業(yè)的有效開展，需要作業(yè)人員加強(qiáng)對(duì)評(píng)判準(zhǔn)則的進(jìn)一步明確和劃分。

一般情況下，作業(yè)人員在實(shí)際的操作過程中往往將電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況劃分為2種：正常狀態(tài)以及風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。此后，隨著相關(guān)研究的進(jìn)一步深化，電力系統(tǒng)的正常狀態(tài)又進(jìn)一步被劃分為健康狀態(tài)（Healthy）以及臨界狀態(tài)（Marginal）?？傮w而言，電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)劃分的細(xì)致性能對(duì)安全控制起到較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

基于此，在進(jìn)行相關(guān)問題分析的過程中，將電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)劃分為3種：正常狀態(tài)、事故狀態(tài)以及風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。所謂的“正常狀態(tài)”，指的是電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中不存在元件故障，且滿足“N-1”的相關(guān)要求；事故狀態(tài)指的是電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)一定的元件故障，且會(huì)導(dǎo)致暫時(shí)性的停電，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)指的是電力系統(tǒng)中的某些約束無(wú)法得到滿足，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性造成一定的影響。一般而言，電力系統(tǒng)在風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)下往往需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)，嚴(yán)重阻礙了系統(tǒng)的高效運(yùn)行和運(yùn)行效率。

2 電力系統(tǒng)的馬爾科夫鏈模型

2.1 電力系統(tǒng)三狀態(tài)模型

一般而言，電力系統(tǒng)運(yùn)行三狀態(tài)模型的狀態(tài)空間為E={1，2，3}。該模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移的流程示意圖如圖1所示。

不僅如此，通過對(duì)于π（0）以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣π的了解以及掌握，作業(yè)人員在實(shí)際的作業(yè)處理過程中能夠以此為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于未來每隔4 t時(shí)間間隔后電力系統(tǒng)狀態(tài)分布的穩(wěn)態(tài)值的了解以及掌握。

2.3 電力系統(tǒng)平穩(wěn)狀態(tài)概率

一般情況下，當(dāng)時(shí)間間隔的數(shù)量n→∞時(shí)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)則會(huì)保持在某一穩(wěn)定值的區(qū)域內(nèi)，而這一數(shù)值就被稱之為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)狀態(tài)概率，亦或是長(zhǎng)期狀態(tài)概率。關(guān)于電力系統(tǒng)平穩(wěn)狀態(tài)概率的表達(dá)式，具體內(nèi)容如下：

3 案例分析

為了進(jìn)一步論述基于馬爾科夫鏈的電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性快速評(píng)估的有效性，筆者借助RBTS 6節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試。在實(shí)際的分析過程中，需要試驗(yàn)人員借助序貫蒙特卡羅方法對(duì)RBTS 6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了8 000次模擬分析。關(guān)于分析所得的數(shù)據(jù)，具體內(nèi)容如表1所示。

通過對(duì)于上述的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得知，電力系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的解析值與蒙特卡羅模擬結(jié)果獲得的統(tǒng)計(jì)具有一致性，其誤差在蒙特卡羅模擬誤差范圍內(nèi)。而這一現(xiàn)象的出現(xiàn)則能有效說明電力系統(tǒng)狀態(tài)的隨機(jī)過程具有馬爾科夫性。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，相關(guān)單位在操作過程中加強(qiáng)了對(duì)于基于馬爾科夫鏈的電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性快速評(píng)估。基于此，本文主要分析了電力系統(tǒng)狀態(tài)劃分、電力系統(tǒng)的馬爾科夫鏈模型，并就此開展了相關(guān)的案例分析。隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位，我國(guó)的電力事業(yè)必將獲得長(zhǎng)足發(fā)展，帶動(dòng)相關(guān)效益的提升。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕