用于配电网可靠性分析的负荷点故障区域类型划分方法

摘要

本发明提出一种用于配电网可靠性分析的负荷点故障区域类型划分方法，具体步骤包括：建立目标配电网中所有元件的集合；构造目标配电网的邻接矩阵；以开关为边界对目标配电网进行区域划分；以自动开关为边界对配电网进行区域划分；负荷点故障区划分以及负荷点故障弧划分。通过最短路集合、开关分界集合的交、差、并运算，将目标配电网划分为四类故障区。该方法无需进行潮流计算，便于分析带子馈线的辐射状配电系统网络拓扑问题，快速完成故障区域类型的划分，并可应用于配电网可靠性评估中。

主权项

用于配电网可靠性分析的负荷点故障区域类型划分方法，包括如下步骤：(1)根据目标配电网中所有元件的连接关系，按照节点形成的原则等效成以顶点和边表示的拓扑图，并对所有节点进行连续编号，建立所有节点的集合U_ALL＝[123…n]；(2)构造目标配电网的邻接矩阵：其特征在于，还包括如下步骤：(3)以开关为边界对目标配电网进行区域划分，具体方法如下：Step1：令K_x(x＝1,2,3···)为目标配电网中以开关为边界的第x个区域所包含的节点集合；Step2：在邻接矩阵中，任意选择未判定过的一行作为起点，将该行的行号存入集合K_x中，并将该行中的所有元素2所在列的列号存入集合K_x中；Step3：将该行中元素2所在列的列号作为下一次判定的行号，跳转至对应的未判定过的行并将对应的行中所有元素2所在列的列号存入集合K_x中；Step4：重复Step3，直至不需要跳转至新的行为止；Step5：根据集合的元素互异性原则将重复元素只取一次，得到以开关为边界的第x个区域K_x；Step6：令x＝x+1，返回Step2，对邻接矩阵中其余行进行判定，直至邻接矩阵的所有行都进行过一次判定为止；(4)以自动开关为边界对配电网进行区域划分，具体方法如下：Step1：令G_x(x＝1,2,3···)为目标配电网中以自动开关为边界的第x个区域所包含的节点集合；Step2：在邻接矩阵中，任意选择未判定过的一行作为起点，将该行的行号存入集合G_x中，并将该行中的所有元素2和元素‑1所在列的列号存入集合G_x中；Step3：将该行中元素2和元素‑1所在列的列号作为下一次判定的行号，跳转至对应的未判定过的行并将对应的行中所有元素2和元素‑1所在列的列号存入集合G_x中；Step4：重复Step3，直至不需要跳转至新的行为止；Step5：根据集合的元素互异性原则将重复元素只取一次，得到以自动开关为边界的第x个区域G_x；Step6：令x＝x+1，返回Step2，对邻接矩阵中其余行进行判定，直至邻接矩阵的所有行都进行过一次判定为止；(5)负荷点故障区划分若目标配电网为单幅射网络，则目标配电网中的备用电源个数n＝0；第一，确定所求负荷点至主电源的最短路径，将最短路径上的节点组成一个集合FZ；第二，负荷点故障区划分①确定FZ中各个节点所属的以开关为边界的集合，然后取并集得到目标配电网A类故障区节点集合A；②确定FZ中各个节点所属的以自动开关为边界的集合，然后取并集C₁，再去删除A类故障区的节点，得到目标配电网C类故障区节点集合C＝C₁‑A；③目标配电网D类故障区节点集合D＝U_ALL‑A‑C；(5’)负荷点故障区划分若目标配电网为环网网络，则目标配电网中的备用电源个数n≥1；第一，确定所求负荷点至主电源的最短路径，将最短路径上的节点组成一个集合FZ；第二，确定所求负荷点至第一个备用电源最短路径上节点的集合FB₁，确定所求负荷点至第二个备用电源最短路径上节点的集合FB₂，依次类推，最后确定所求负荷点至第n个备用电源最短路径上节点的集合FB_n，令集合FB＝FB₁∩FB₂∩···∩FB_n；第三，求交集J＝FZ∩FB；第四，负荷点故障区划分①分别确定交集J中各个节点所属的以开关为边界的区域，然后取并集得到配电网A类故障区的节点集合A；②分别确定集合FZ中各个节点所属的以开关为边界的区域，然后取并集B₁，再删除A类故障区的节点，得到配电网B类故障区的节点集合B＝B₁‑A；③建立交集J的末位节点至第一个备用电源的最短路径上的节点的集合C₁₁，建立交集J的末位节点至第二个备用电源的最短路径上的节点的集合C₁₂，依次类推，最后建立交集J的末位节点至第n个备用电源的最短路径上的节点的集合C_1n；C₁＝C₁₁∪C₁₂∪···∪C_1n，令C₂＝C₁∪FZ，分别确定C₂中各个节点所属的以自动开关为边界的区域，然后取并集C₃，再删除A类故障区的节点、B类故障区的节点以及备用电源，得到配电网C类故障区的节点集合C＝C₃‑A‑B‑备用电源；④配电网D类故障区的节点集合D＝U_ALL‑A‑B‑C；(6)负荷点故障弧划分确定目标配电网中包含的所有连接弧，将包含了A类故障区节点的连接弧作为目标配电网A类故障弧；将包含了B类故障区节点的连接弧，删除A类故障弧后，作为目标配电网B类故障弧；将包含了C类故障区节点的连接弧，删除A类故障弧和B类故障弧后，作为目标配电网C类故障弧；将包含了D类故障区节点的连接弧，删除A类故障弧、B类故障弧和C类故障弧后，作为目标配电网D类故障弧；(7)重复(5)或(5’)和(6)，对配电网中每一个负荷点进行故障区划分和故障弧划分。