考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法。
【背景技術】
[0002] 隨著近幾年科學技術的發展，電力系統網架越來越完善并且結構也越來越復雜， 雖然設備出現故障后仍能保證為大部分用戶持續供電，但用戶對電力系統供電可靠性的要 求也越來越高。之前人們更多地關注輸電網可靠性，然而造成用戶停電的往往是配電系統 故障，據統計，由配電網故障引起的停電占所有停電的絕大部分。因此，有必要評估配電網 可靠性，以保證電力系統的安全可靠運行。
[0003] 配電網可靠性分析方法主要為解析法和模擬法，但隨著配電網絡的擴大，該類算 法的計算量急劇上升，并且該類算法大多未計及故障后的負荷轉移或者未考慮負荷轉移時 的波動性，難以滿足可靠性精確性的要求，所以開發一種算法簡單并且考慮負荷轉移波動 性的配電網可靠性算法具有重要意義。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種考慮復雜轉 供的配電網可靠性評估方法，該方法以簡化后的配電網為基礎，有效減少計算規模，同時考 慮等效節點可轉供的不確定性，使之更加符合實際配電網運行情況，計算出的配電網可靠 性指標具有參考意義。
[0005] 本發明的技術解決方案是該考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方便包含以下步 驟：
[0006] 步驟SI:計算每個等效節點在該系統中的不可靠性;每個等效節點在系統中的不 可靠性由兩部分組成:一是該等效節點本身的物理故障率A s，它是由元件的制造工藝和元 件之間的連接關系決定的，與整個系統關系微小；二是該等效節點在系統中的可轉供概率 P1，它是與整個配電網的拓撲結構有關;每個等效節點由一個或多個配電網元件組成，根據 歷史數據或元件出廠參數得到每個元件的故障修復時間U和故障率1 1，再由元件之間的拓 撲結構求出等效節點故障修復時間Ts和故障率\，同時由歷史數據得到等效節點故障隔離 時間T g，對于等效節點的故障率\和故障修復時間1如下列所示：
[0009]其中λ1至λm是拓撲關系為串聯元件的故障率，λη+1至是拓撲關系為并聯元件的 故障率，ρ為一些保護元件的熔斷器可靠率;相應的^為對應元件的故障修復時間，Ta為并聯 元件的平均修復時間；
[0010]每個等效節點負荷是波動的，服從正態分布：
[0012]其中μ為數學期望，σ2為方差；由于負荷是波動的，所以每個節點能否轉供是個概 率性事件，記每個等效節點的可轉供概率為P1，則每個等效節點在系統中的不可靠性為：
[0014] 步驟S2:枚舉故障節點/預安排停電節點；對于隨機性的故障配電網可靠性分析， 遍歷系統中所有等效節點;對于預安排停電系統可靠性分析，對特定等效節點單獨分析；
[0015] 步驟S3:等效節點歸類;將受影響的用戶分為兩類，一類節點為停電一次，停電時 間為故障隔離時間；另一類節點為停電一次，停電時間為故障修復時間；
[0016] 步驟S4:可靠性計算;計算配電網可靠性以系統用戶平均故障停電次數Fmf1、系統 用戶平均故障停電時間Tmd 1為指標，可靠性指標計算公式如下式所示：
[0019] 其中η為系統節點總數，Nu、N2i為節點i發生故障時系統中1、2類節點的用戶數，N i 為系統總的用戶數。
[0020] 本發明的優點是:該方法以概率學和簡化后的配電網拓撲圖為基礎，不僅考慮到 配電網中復雜轉供約束的影響，而且將等效節點能否轉供視為不確定事件，適合評估實際 情況下的配電網可靠性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法算法流程圖；
[0022] 圖2為本發明考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法轉供概率算法流程示意圖；
[0023] 圖3為本發明考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法單個節點j發生故障時節點i (i矣j)可轉供概率P#算法示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖對本發明作更進一步的說明，具體的配電網可靠性評估方法算法流 程如圖1所不。
[0025] 考慮復雜轉供的配電網可靠性分析包括以下步驟：
[0026] 步驟SI:計算每個等效節點在該系統中的不可靠性;每個等效節點在系統中的不 可靠性由兩部分組成:一是該等效節點本身的物理故障率它是由元件的制造工藝和元 件之間的連接關系決定的，與整個系統關系微小;二是該等效節點可轉供概率P 1，它是與整 個配電網的拓撲結構有關；
[0027] 每個等效節點由一個或多個配電網元件組成，根據歷史數據或元件出廠參數得到 每個元件的故障修復時間Ti和故障率\，再由元件之間的拓撲結構求出等效節點故障修復 時間Ts和故障率心，同時由歷史數據經驗得到節點故障隔離時間Tg，對于等效節點的故障率 As和故障修復時間％如下列所示：
[0030] 其中λ1至λm是拓撲關系為串聯元件的故障率，λη+1至是拓撲關系為并聯元件的 故障率，ρ為一些保護元件的熔斷器可靠率;相應的^為對應元件的故障修復時間，Ta為并聯 元件的平均修復時間，
[0031] 每個等效節點負荷是波動的，服從正態分布：
[0033] 其中μ為數學期望，σ2為方差；
[0034] 由于負荷是波動的，所以每個節點能否轉供是個概率性事件，記每個等效節點的 可轉供概率為P1，則每個等效節點在系統中的不可靠性：
[0036]每個等效節點在系統中可轉供概率算法步驟如下：
[0037] 1.在計算機中建立該配電網模型；
[0038] 2 .輸入每個等效節點正態分布參數:數學期望以1和方差O21，則每個等效節點負荷 功率按照各自的正態分布參數隨機波動；
[0039] 3.對某特定聯絡饋線、特定故障節點j，在饋線輸入指定轉供功率時，可模擬出在 滿足一定轉供次數時，要求可轉供概率節點i的轉供次數，即得到Pjl;
[0040] 4.在3的基礎上對某特定聯絡饋線1，枚舉所有可能故障節點j( j矣i )，得到被求等 效節點i的可轉供概率Pu;
[0041 ] 5.在4的基礎上對所有聯絡線分析，得到被求等效節點i的總可轉供概率P1;
[0042] 6.依次對每個等效節點重復3、4、5步驟，得到每個節點的可轉供概率；
[0043]步驟S2:枚舉故障節點/計劃預停電節點；對于隨機性的故障配電網可靠性分析， 遍歷系統中所有等效節點;對于預安排停電系統可靠性分析，對特定等效節點單獨分析； [0044]步驟S3:等效節點歸類;將受影響的用戶分為兩類:一類節點為停電一次，停電時 間為故障隔離時間；另一類節點為停電一次，停電時間為故障修復時間；
[0045]步驟S4:可靠性計算;計算配電網可靠性以系統用戶平均故障停電次數Fmf1、系統 用戶平均故障停電時間Tmd1為指標，可靠性指標計算公式如下式所示：
[0048]其中η為系統節點總數，Nu、N2i為節點i發生故障時系統中1、2類節點的用戶數，Ni 為系統總的用戶數。
【主權項】
1. 考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法，其特征在于:它包含以下步驟： 步驟S1:計算每個等效節點在該系統中的不可靠性;每個等效節點在系統中的不可靠 性由兩部分組成:一是該等效節點本身的物理故障率λ8,它是由元件的制造工藝和元件之 間的連接關系決定的，與整個系統關系微小;二是該等效節點可轉供概率Pi，它是與整個配 電網的拓撲結構有關;綜合考慮這兩種參數，得到每個等效節點在系統中的不可靠性； 步驟S2:枚舉故障節點/預安排停電節點；對于隨機性的故障配電網可靠性分析，遍歷 系統中所有等效節點;對于預安排停電系統可靠性分析，對特定等效節點單獨分析； 步驟S3:等效節點歸類;根據等效節點故障位置實現系統所有節點分類； 步驟S4:可靠性計算;在步驟S1得到所有節點在系統中的不可靠性和步驟S3所有節點 分類的基礎上，計算系統可靠性指標。2. 根據權利要求1所述的考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法，其特征在于:每個等 效節點在系統中的不可靠性由該等效節點在系統中的可轉供概率和本身的物理故障率組 成： ⑴ 由此將含有復雜轉供網絡的配電網轉化為只含有單一電源的簡單網絡。3. 根據權利要求2所述的考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法，其特征在于:每個節 點的可轉供的概率Ρ:由總的轉供饋線條數決定的，計算公式為： Ρ? = 1-(1-Ρ??)(1-Ρ2?)···(1-Ρη?) (2) 其中Pu為每個聯絡饋線1對節點i可轉供的概率。4. 根據權利要求3所述的考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法，其特征在于:每個聯 絡饋線對節點i可轉供的概率Ph是受故障節點j (j矣i)影響的，計算公式為： :ιν=1-Π(1 - 4) (3) j手i 其中Pji定義為對于某一特定聯絡饋線，當節點j出現故障時節點i能被轉供的概率。5. 根據權利要求4所述的考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法，其特征在于:P#由計 算機算法求得，在計算機中建立該配電網模型，在某特定聯絡饋線輸入固定功率時，輸入各 個節點的正態分布參數，當節點j出現故障時，得到在總次數中節點i (j矣i)可轉供的次數， 即得到Pji。
【專利摘要】本發明公開了一種考慮復雜轉供的配電網可靠性評估方法，屬于電力系統可靠性分析技術領域。該方法首先計算每個等效節點在系統中的可轉供概率和本身的物理故障率，在此基礎上得到該等效節點在系統中的不可靠性；接著枚舉系統中等效故障節點，根據故障位置，將受影響用戶分為兩類節點；最后在前兩步基礎上得到反映配電網可靠性的指標。該方法以概率學和簡化后的配電網拓撲圖為基礎，不僅考慮到配電網中復雜轉供約束的影響，而且將等效節點能否轉供視為不確定事件，適合評估實際情況下的配電網可靠性。
【IPC分類】G06F19/00, H02J3/00
【公開號】CN105470949
【申請號】CN201510859543
【發明人】吳曉飛, 沈政, 孫波, 夏瑋
【申請人】江蘇省電力公司淮安供電公司, 國家電網公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月1日