一種輸配電一體化可靠性指標計算方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網供電可靠性技術領域，尤其是一種輸配電一體化可靠性指標計算 方法。
【背景技術】
[0002] 配電網從輸電網接受電能，通過配電設施就地分配或者按照電壓等級逐級分配給 用戶，而其有不同的電壓等級、負荷種類繁雜、供電方式和接線方式的特殊性都使得配電網 供電變得更加復雜。而目前對配電網供電可靠性的評估中，一般都沒有考慮輸電系統故障 對于配電網可靠性的影響，這顯然是不正確的；而輸電網由于沒有和用戶直接相連，對其可 靠性的分析并不能提供具體負荷點處的可靠性指標。這些都導致目前的電網可靠性指標評 估系統的不準確和不完整。
[0003] 隨著電力系統的發展，電網逐漸演變成多環節綜合作用的復雜電力網絡，任何一 個環節發生故障，都有可能造成事故的擴大，引起大面積停電事故，造成重大損失。供電可 靠性不再只受配電系統的影響，輸電系統對其影響同樣很大，有必要建立基于輸配電一體 化的綜合可靠性指標，全面、更加準確地評估供電可靠性。
[0004]輸配電一體化系統的可靠性指標的建立，就是把輸、配電系統作為一個整體，考慮 其對用戶可靠性的影響，因而能夠更加真實的反映輸、配電系統對用戶供電的可靠程度。輸 配電一體化的可靠性指標就是在配電側進行可靠性計算時，同樣采用輸電側的可靠性指 標，使得輸配電的可靠性指標成為一個統一完整的指標，對于提高整個電網可靠性管理的 水平具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0005]本發明要解決上述現有技術的缺點，提供一種可對整個電網可靠性統一管理的輸 配電一體化可靠性指標計算方法。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案：這種輸配電一體化可靠性指標計算方 法，包括以下步驟：
[0007] (1)輸電設備可靠性建模:建立包括斷路器、變壓器、線路、母線在內的輸電設備可 靠性模型，此步分析系統可靠性的基礎；
[0008] (2)蒙特卡洛系統狀態抽取:從發電機、輸電線路、節點負荷這三類設備的概率分 布函數中抽取樣本，代表系統的狀態，再進行狀態估計，判斷是否解列，再根據運行狀態采 取消減負荷等措施排除系統故障；
[0009] (3)最大輸電能力(TTC)計算:基于蒙特卡洛法和靈敏度分析法，在狀態估計排除 系統故障后，計算TTC;對每次狀態估計的TTC結果進行統計，得到系統的TTC指標；
[0010] (4)輸電網負荷點可靠性指標:輸電網與配電網之間通過若干節點連接，輸電網中 的負荷節點可靠性指標需要以故障率和平均停運時間的形式傳達到下級電網；
[0011] (5)負荷-電源可靠性等值:根據輸電網末端的負荷節點是配電網的電源節點這一 特點，按照等值原則進行負荷-電源模型等值；
[0012] (6)系統可靠性指標計算：以負荷節點的年均負荷削減頻率和切負荷平均持續時 間作為輸配網間傳遞的可靠性指標，將電網可靠性指標賦予輸配電一體化新的內涵；
[0013] (7)系統可靠性指標修正輸出：將得到的輸配電一體化可靠性指標輸采用基于電 壓暫降的方法修正，考慮到了配電網不同負荷類型的影響，從而得到更加精確完善的指標。
[0014]本發明有益的效果是:本發明技術方案構建輸配電一體化可靠性指標模型，綜合 考慮輸電網和配電網可靠性指標，從電源指向負荷，全面量化輸電網的可靠性水平對配電 網可靠性的影響，可以找出系統薄弱點，形成一套完整的輸配電一體化可靠性評估體系，為 電網安全運行、規劃發展提供可靠的參考依據。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的流程圖；
[0016]圖2是電壓降落與狀態持續時間的關系圖；
[0017]圖3是本發明采用的算例輸電網結構圖；
[0018]圖4是本發明采用的算例配電網結構圖；
[0019]圖5是輸配電一體化可靠性指標計算結果；
[0020] 圖6是不考慮輸電網影響的配電網可靠性指標計算結果。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0022] 如圖所示，這種輸配電一體化可靠性指標計算方法，包括以下步驟：
[0023] (1)輸電設備可靠性建模:建立包括斷路器、變壓器、線路、母線在內的輸電設備可 靠性模型，此步分析系統可靠性的基礎；
[0024] (2)蒙特卡洛系統狀態抽取:從發電機、輸電線路、節點負荷這三類設備的概率分 布函數中抽取樣本，代表系統的狀態，再進行狀態估計，判斷是否解列，再根據運行狀態采 取消減負荷等措施排除系統故障；
[0025] (3)最大輸電能力(TTC)計算:基于蒙特卡洛法和靈敏度分析法，在狀態估計排除 系統故障后，計算TTC;對每次狀態估計的TTC結果進行統計，得到系統的TTC指標；
[0026] (4)輸電網負荷點可靠性指標:輸電網與配電網之間通過若干節點連接，輸電網中 的負荷節點可靠性指標需要以故障率和平均停運時間的形式傳達到下級電網；
[0027] (5)負荷-電源可靠性等值:根據輸電網末端的負荷節點是配電網的電源節點這一 特點，按照等值原則進行負荷-電源模型等值；
[0028] (6)系統可靠性指標計算：以負荷節點的年均負荷削減頻率和切負荷平均持續時 間作為輸配網間傳遞的可靠性指標，將電網可靠性指標賦予輸配電一體化新的內涵。
[0029] (7)系統可靠性指標修正輸出：將得到的輸配電一體化可靠性指標輸采用基于電 壓暫降的方法修正，考慮到了配電網不同負荷類型的影響，從而得到更加精確完善的指標。
[0030] S1、開始
[0031]啟動一種輸配電一體化可靠性指標計算方法程序[0032] S2、輸電設備可靠性建模
[0033]輸電系統包括很多電氣設備:變壓器、線路、母線、斷路器等，這些設備特性不同， 對整個電力系統和對于配電網可靠性的影響也是不同的。分析各個電氣設備的故障引起的 后果，建立其可靠性模型是建立準確的輸配電一體化可靠性指標的基礎。
[0034] 1)變壓器及線路可靠性模型
[0035] 變壓器與線路是輸配電一體化系統中重要的電能輸電設備，設備的穩態狀態概率 模型是：
[0036]
⑴
[0037] 其中，Pn、Pm、Pr分別為變壓器或線路處于正常狀態、檢修狀態、恢復狀態的概率； Am、Ar分別為變壓器或線路的故障率;ym、yr分別為變壓器或線路的恢復率。
[0038] 2)母線可靠性模型
[0039] 母線在變電站中的作用是電能的匯集和分配，是聯系輸配電系統的中間環節，所 以對于可靠性指標的建立有著重要作用。在所有的故障類型中，母線短路故障會引起多個 斷路器動作，甚至造成停電發生;發生故障時會采取倒閘操作倒負荷進行負荷轉移，所以母 線的可靠性模式考慮的狀態五種:母線短路故障狀態、倒閘暫時性故障狀態、檢修狀態、正 常狀態、恢復狀態。
[0040] 母線的穩態狀態概率模型為：
[0041] (2)
[0042] 其中，？^(?心上上分別為母線處于正常狀態、檢修狀態、恢復狀態、倒閘暫時故 障狀態、母線短路故障狀態的概率;1"4*、\^&為母線的故障率^^以^以^為母線恢復率， 為母線負荷轉移率。
[0043] 3)斷路器可靠性模型
[0044]斷路器的操作會改變系統的拓撲結構，對于輸配電一體化系統的運行狀態有著重 要作用。除了正常和檢修狀態外，斷路器故障狀態還可以分為一般性故障、活動性故障和擴 大性故障，后兩者都引起了其他設備故障，尤其是擴大性故障考慮到繼電保護動作的影響。
[0045]斷路器的穩態狀態概率模型是：
[0046] Ο；)
[0047] 其中，？〃、？(^[^/1心分別為斷路器處于正常狀態、檢修狀態、一般性故障狀態、活 動性故障狀態、擴大性故障狀態的概率;1