一種基于狀態概率分布的配電網可靠性效益評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種配電網可靠性效益評價方法，尤其涉及一種基于狀態概率分布的 配電網可靠性效益評價方法，屬于電力系統可靠性分析技術領域。
【背景技術】
[0002] 配電系統可靠性分析就是利用配電系統拓撲信息和配電元件的可靠性參數，如元 件故障率、平均故障修復時間、開關動作時間等，采用解析法或模擬法評估配電系統的各項 整體運行可靠性指標。通過配電系統可靠性分析，配電系統規劃和設計人員可以對不同的 改進措施所帶來的綜合效益進行定量計算，以保證用有限的資金最大可能地增強配電系統 供電能力。
[0003] 電網可靠性效益可定義為因電網達到一定供電可靠性水平而使系統獲得的追加 收益。合理的可靠性水平總是與經濟性相聯系的，即可靠性應當與經濟性協調一致。但這 一工作卻十分復雜，因為一般而言因可靠性提升帶來的具體經濟效益、社會效益難于量化， 由此當前的研宄方法通常是從故障損失的角度進行處理，在此基礎上將為提高系統可靠性 所需增加的投入成本也考慮進來。而系統的故障損失要受用戶性質、停電時間、負荷大小等 諸多因素影響，同時對于提升供電可靠性也存在諸多可選方案。因此，為便于衡量和計算， 可靠性效益常用斷電成本，亦即由于電力供給不足或中斷而引起用戶缺電、停電所造成的 經濟損失來表示。
[0004] 對于配電網的運行可靠性分析，傳統方法以單元設備故障率A及每次故障平均 持續時間r作為已知的確定性參數，在此基礎上通過網絡等值方法將系統節點的可靠性指 標轉化為相關設備可靠性參數的累計或平均等。由此不難看出，常規意義上的單元設備參 數如故障率X及每次故障平均停運時間r等實際為在一定統計基礎上設備故障頻率及故 障持續時間的期望。因此，常規確定性的可靠性分析實際得到的是一種期望性指標，而區間 方法所得結果也只是給出一個圍繞期望值范圍上的參考。
[0005] 傳統的可靠性效益計算也是基于單位停運電量停電成本（IEAR)進行的，即建立 在認為在不同停電時長下用戶折算單位失電損失相同這樣一個假設條件上。同時，傳統配 電網運行管理在很大程度上也基于運維人員的經驗與主觀判斷，事故條件下的故障定位與 故障應對處理具有較多不確定性，并且能用到可靠性效益參數通常只有期望故障頻率與每 次故障的平均失電時間，結果誤差也較大。實際情況中，不同的故障停電時長對用戶的影響 程度也不同的，即不同停電時長下用戶折算的單位失電損失是不同的，因而傳統可靠性效 益分析計算中難以避免會存在較大誤差。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于狀態概率分 布的配電網可靠性效益評價方法。
[0007] 為實現上述發明目的，本發明采用下述的技術方案：
[0008] 一種基于狀態概率分布的配電網可靠性效益評價方法，包括以下步驟：
[0009] (1)根據可修復設備的狀態變化，以及系統中可修復設備邏輯結構，得到系統的狀 態概率分析P，以及系統停電時間分布S(t，At);
[0010] (2)根據停電對用戶的影響選取調查樣本數據，得到各類用戶的綜合單位容量失 電損失函數h(t)，并根據綜合單位容量失電損失函數h(t)求得所述配電網的用戶總缺電 損失H;
[0011] (3)根據所述配電網的網絡設備投入成本，得到網絡設備投入成本折算等年值M;
[0012] (4)根據各類用戶的結合單位容量失電損失函數h(t)，求得系統少供電量損失 Q；
[0013] (5)可靠性效益包括用戶失電損失、網絡設備投入成本與系統少供電量損失，計算 公式為：
[0014] C，=_(aH+M+Q)，
[0015] 其中，t為停電持續時長，C'為可靠性效益，a為用戶失電損失分攤系數，H用戶 總缺電損失，M為網絡設備投入成本折算等年值，Q為系統少供電量損失。
[0016] 其中較優地，所述用戶總缺電損失為：
[0017]
【主權項】
1. 一種基于狀態概率分布的配電網可靠性效益評價方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 根據可修復設備的狀態變化，以及系統中可修復設備邏輯結構，得到系統的狀態概 率分析P，以及系統停電時間分布s(t,At); (2) 根據停電對用戶的影響選取調查樣本數據，得到各類用戶的綜合單位容量失電損 失函數h(t)，并根據綜合單位容量失電損失函數匕(t)求得所述配電網的用戶總缺電損失 H； (3) 根據所述配電網的網絡設備投入成本，得到網絡設備投入成本折算等年值M; (4) 根據各類用戶的結合單位容量失電損失函數h(t)，求得系統少供電量損失Q; (5) 可靠性效益包括用戶失電損失、網絡設備投入成本與系統少供電量損失，計算公式 為： C，=-(aH+M+Q)， 其中，t為停電持續時長，C'為可靠性效益，a為用戶失電損失分攤系數，H用戶總缺 電損失，M為網絡設備投入成本折算等年值，Q為系統少供電量損失。
2. 如權利要求1所述的配電網可靠性效益評價方法，其特征在于， 所述用戶總缺電損失為：
其中，節點i用戶每次故障失電損失的計算公式為：
其中，h(t)為每類用戶的綜合單位容量失電損失函數，t為停電持續時長、1為用戶所 屬分類，I為網絡節點集，I為節點i年故障率，N為配電網所有設備集，Ci為相對節點i的 邏輯串聯設備集，Si為相對節點i的邏輯分段設備集，T為選取的研宄時間周期，G,為節點 i上掛接的用戶集，、為相對節點i的邏輯分段設備集中第j設備相對節點i的分段操作 時間。
3. 如權利要求1所述的配電網可靠性效益評價方法，其特征在于， 所述網絡設備投入成本折算等年值M的計算公式為：
其中r為利率、n為設備使用壽命。
4. 如權利要求1所述的配電網可靠性效益評價方法，其特征在于， 系統少供電量損失Q的計算公式為
其中，0為電價，I為網絡節點集，I為節點i年故障率，wi為節點i平均有功負荷，t 為停電持續時長，Ai為設備i故障率，N為配電網所有設備集，Ci為相對節點i的邏輯串聯 設備集，Si為相對節點i的邏輯分段設備集，T為選取的研宄時間周期。
【專利摘要】本發明公開了一種基于狀態概率分布的配電網可靠性效益評價方法。該可靠性效益包括用戶失電損失、網絡設備投入成本與系統少供電量損失，計算公式為：C′＝-(αH+M+Q)，其中，α為用戶失電損失分攤系數，H用戶總缺電損失，M為網絡設備投入成本折算等年值，Q為系統少供電量損失。本發明通過節點的每次故障失電時間概率分布，能得到更準確的用戶停電損失費用,由此得到在一種配電網結構與設備運行條件下的節點年故障次數分布與每次故障的節點失電時間分布，在此基礎上再把節點用戶的失電損失情況結合進來，就可以建立網絡運行可靠性與經濟性之間的聯系，從而得到更合理、更準確的配電網可靠性效益評價結果。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號】CN104574205
【申請號】CN201410783759
【發明人】劉偉, 崔立忠, 關勝亮, 劉一君
【申請人】北京科東電力控制系統有限責任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月16日