本文受国家自然基金项目“电力系统可靠性跟踪理论及其应用研究(50577072)”等相关课题资助。电力系统元件的可靠性参数和负荷是评价系统可靠性的基础,对系统可靠性性能有重要影响。电力系统可靠性可看作是以负荷、各元件可靠性参数和网络结构等为自变量的多元函数。这些参数中,系统性能、负荷大小和元件故障等都具有明显的随机特性,用单一的负荷水平、恒定的元件可靠性参数等进行可靠性评估,将难以真实地反映系统可靠性水平。此外,在需要反复进行可靠性评估的工程应用场合,例如最优可靠性分析,需要多次改变研究方案的元件可靠性等参数,在得到最优方案之前往往需要进行多次可靠性评估。因此,有必要研究电力系统可靠性随可靠性参数、负荷等的变化规律,以便快速求取参数变化后系统的可靠性指标。本文在深入分析系统可靠性指标随负荷和可靠性参数的变化特征的基础上,提出了电力系统可靠性关于负荷和元件可靠性参数的回归分析模型,具体内容包括以下几点:①建立了发电系统可靠性指标随负荷和机组可靠性参数变化模型。分析发电系统可靠性随负荷变化的曲线,选取合适的函数对可靠性指标和负荷进行坐标变换,使变换后的变量之间近似满足二次函数关系,对经坐标变换后的自变量和因变量建立一元二次回归模型,然后再进行坐标的逆变换,从而得到发电系统可靠性指标关于系统负荷的回归方程。对算例所求得的回归方程进行显著性检验表明,方程具有高度显著性。此外,还建立发电系统可靠性指标随机组可靠性参数变化的多元非线性回归模型。这两个模型不仅揭示了发电系统可靠性指标与负荷和机组可靠性参数之间的变化规律,还可以用来估计参数变化后系统的可靠性、预测系统未来某时刻的可靠性。②建立了发输电组合系统可靠性指标随负荷变化的分段回归模型。鉴于节点负荷对系统潮流影响的复杂性,首先分析发输电组合系统可靠性指标随单个节点负荷变化的曲线,发现系统可靠性水平随负荷增长呈阶梯状下降变化。基于此,提出了系统可靠性指标关于单个节点负荷的分段回归模型。对模型中分点产生原因进行了深入分析,结果表明:系统可用容量的不连续和线路容量约束是造成发输电组合系统可靠性指标随单个节点负荷呈阶跃性变化的主要原因。当负荷恰好超过某一可用容量水平时,系统状态由容量充裕变为电力不足,特别是当相同容量的机组较多时,这种阶跃性变化就更明显。最后,在单个节点负荷模型的基础上建立了包含所有节点负荷的分段回归模型,对模型的显著性检验表明回归方程也高度显著。同时,该模型也可以用于发输电组合系统可靠性预测,将各节点负荷直接代入所求得的回归方程,即可得到系统可靠性指标。③建立基于逐步回归和正交试验设计的发输电组合系统可靠性指标随元件可靠性参数变化模型。发输电组合系统元件众多,若直接运用多元线性回归建立模型,则回归方程中所包含的自变量个数必然很多,同时把那些对系统可靠性影响不显著的自变量也纳入了回归方程,既增加了回归方程的复杂度,又影响了回归方程的稳定性。另外,在进行回归分析时,所需样本数量随自变量个数呈指数增加,因而元件众多导致试验上难以实现。鉴于此,本文将逐步回归法与正交试验设计相结合,建立发输电组合系统可靠性指标关于元件可靠性参数的回归模型,用逐步回归剔除对系统可靠性影响不显著的自变量,用正交试验法进行样本数据的设计,大幅减少样本所需数量。对RBTS系统的分析计算表明,模型在大幅减少样本数量的同时仍保证了很高的精确度。模型还可用于系统的敏感性元件分析,回归方程中的自变量对系统可靠性均有显著影响,因而其所对应的元件便是系统的敏感性元件,回归系数越大表明系统可靠性对该元件越敏感。