一种适用于多回同杆架设线路的配电网可靠性评估方法

摘要

本发明提供一种适用于多回同杆架设线路的配电网可靠性评估方法，包括如下步骤：输入配电网数据，计算配电网正常运行时的潮流，形成配电网分块，计算各分块的等效可靠性参数，确定各分块的受累停运触发分块集合，计算各分块的受累停运等效可靠性参数，配电网中各分块停运枚举计算，计算配电网的可靠性指标并输出计算结果。本发明方法不仅能够计算普通结构配电网的可靠性，还能计算含多回同杆架设线路的复杂配电网的可靠性，克服现有故障模式后果分析法、分块法等的不足，并且模型通用性较好，便于推广应用。本发明广泛应用于复杂中压配电网可靠性评估中，特别适用于6-10kV含同杆架设线路的配电网可靠性评估中。

主权项

1.一种适用于多回同杆架设线路的配电网可靠性评估方法，其特征在于，将配电网数据输入计算机系统，由计算机计算其正常运行状态的潮流；然后采用状态枚举法，进行配电网中各元件的故障事件枚举计算；最后计算故障状态下的潮流及可靠性指标并输出；具体步骤包括： （1）输入配电网数据： 首先，输入配电网的结构数据和电气数据及可靠性数据； （2）计算配电网正常运行时的潮流： 应用配电网潮流计算程序，计算配电网正常运行时的潮流，得到配电网各节点的电压幅值及相角、各线路传输的有功功率及无功功率； （3）形成配电网分块： 以开关为界，将配电网中由线路、变压器组成的网络分成若干个区域，将每个区域所包含的线路、变压器元件的集合称为一个分块； （4）计算各分块的等效可靠性参数： 分别计算各个分块的包括等效故障率、等效修复时间的等效可靠性参数； （5）确定各分块的受累停运触发分块集合：分别搜索得到各个分块的受累停运分块集合； 以确定一个分块的受累停运触发分块集合为例：首先判断分块所属线路是否为同杆架设线路，若不是则该分块的受累停运触发分块集合为空，若是则再判断该线路与同杆架设的其它线路间的距离是否小于安全操作距离，若是则同杆架设的其它线路上的相关分块集合为该分块的受累停运触发分块集合； 对分块S₁的受累停运触发分块集合的确定举例，分块S₁的受累停运触发分块集合为分块S₂和分块S₃； （6）计算各分块的受累停运等效可靠性参数： 以计算一个分块的受累停运等效可靠性参数为例，其计算公式如下： 设分块S_A的受累停运触发分块集TSS_A中包含有n个分块，且其中第i个分块的等效故障率及等效平均修复时间分别为和另设故障定位时间为则有，分块S_A的受累停运率及受累停运时间为：（7）配电网中各分块停运枚举计算： 采用状态枚举法，对配电网中各分块停运分别进行枚举计算； （8）计算配电网的可靠性指标： 即配电网中各分块的停运枚举计算完成后，根据各次分块停运枚举计算过程中的结果，计算配电网的可靠性指标并输出计算结果； 其中，配电网可靠性指标如下：①系统平均停电频率（SAIFI）指每个用户在单位时间内所遭受到的平均停电次数，由用户停电总次数与用户数之比表示； ②系统平均停电持续时间（SAIDI）指用户在一年中所遭受的平均停电持续时间，由用户停电时间总和与用户数之比表示； ③用户平均停电持续时间（CAIDI）指每个用户在一年中每次停电的平均持续时间，由用户停电时间总和与用户停电总次数之比表示； ④平均供电可用率（ASAI）指每个用户在一年中用电需求得到满足的时间百分比，由实际供电总时户数与要求供电总时户数之比表示； ⑤平均供电不可用率（ASUI）指每个用户在一年中用电需求未得到满足的时间百分比，由用户停电总时户数与用户要求供电总时户数之比表示； ⑥系统缺供电量（ENS）指每个用户在一年中负荷削减的期望数； ⑦系统平均缺供电量（AENS），由总缺电量与总用户数之比表示； 所述步骤（7）配电网中各分块停运枚举计算步骤包括： 1） 确定分块故障停运后配电网中各节点的停运时间类型： 当配电网中任何分块发生故障停运后，按照停运时间的不同，将配电网中的节点分成四类：a类正常节点，即分块发生故障停运后，停运时间为零的节点；b类隔离操作节点，即分块发生故障停运后，停运时间为隔离操作时间的节点；c类隔离和切换操作节点，即分块发生故障停运后，停运时间为隔离操作加切换操作时间的节点；d类修复操作节点，即分块发生故障停运后，停运时间为分块等效修复时间的节点； ①确定a 类正常节点： 首先向前搜索断路器并确定a类正常节点，即从枚举计算的故障停运分块开始，逆着正常潮流方向搜索断路器，第一个出现的断路器为故障停运分块的前向断路器，则配电网 中故障停运分块所在馈线上的前向断路器前端的节点和其它馈线上的所有节点确定为a类正常节点； ②确定d类修复操作节点： 确定d类修复操作节点，即枚举计算的故障停运分块中所包含的节点为d类修复操作节点； ③形成分块子系统： 再形成分块子系统，即首先在配电网中删除第1）——①步中确定的a类正常节点，再删除第1）——②步中确定的d类元件修复节点，则配电网中剩余的部分被分割成若干个分块子系统； ④确定各分块子系统中节点的故障类型： 确定各分块子系统中节点的停运时间类型：现以一个分块子系统中节点的停运时间类型的确定为例，其它分块子系统中节点的停运时间类型的确定依此进行； 首先，判断分块子系统与前向断路器的连接关系：当分块子系统中与前向断路器相连时，则该分块子系统中的节点均为b类隔离操作节点；当分块子系统未与前向断路器相连时：再判断分块子系统与切换开关的连接关系：当分块子系统与切换开关相连时，则该分块子系统中的节点为c类隔离和切换操作节点；当分块子系统未与切换开关相连时，则该分块子系统中的节点为d类修复操作节点； 然后，再判断所有分块子系统中的节点停运时间类型是否均已确定：当所有分块子系统中的节点停运时间类型均已确定时，则进行下一步计算；否则就对下一个分块子系统中的节点进行停运时间类型确定，直至第1）——③步中所有分块子系统中的节点停运时间类型均已确定为止； ⑤确定配电网中各节点的停运时间类型： 将第1）——④步确定的各分块子系统中节点的停运时间类型，加上第1）——①步确定的a类正常节点和第1）——②步确定的d类修复操作节点，就确定出配电网枚举的一个故障停运后所有节点的类型； 2）确定分块受累停运后配电网中各节点的停运时间类型： 确定分块受累停运后配电网中各节点的停运时间类型； 当配电网中任何分块发生受累停运后，按照停运时间的不同，将配电网中的节点分成四类：a类、b类和c类与第1）步中相同；新增e类受累停运节点，即分块因同杆架设的线路停运后因安全操作距离不足须受累停运，分块受累停运后，停运时间为分块等效受累停运时间的节点； ①确定a类正常节点： 首先向前搜索分段开关并确定a类正常节点，即从枚举计算的受累停运分块开始，逆着正常潮流方向搜索分段开关，第一个出现的分段开关为受累停运分块的前向分段开关；则配电网中受累停运分块所在馈线上的前向分段开关前端的节点和其它馈线上的所有节点确定为a类正常节点； ②确定e类受累停运节点： 确定e类受累停运节点，即枚举计算的受累停运分块中所包含的节点为e类受累停运节点； ③形成分块子系统： 再形成分块子系统，即首先在配电网中删除第2）——①步中确定的a类正常节点，再删除第2）——②步中确定的e类受累停运节点，则配电网中剩余的部分被分割成若干个分块子系统； ④确定各分块子系统中节点的停运时间类型： 确定各分块子系统中节点的停运类型；现以一个分块子系统中节点的停运类型的确定为例，其它分块子系统中节点的停运类型的确定依此进行，首先判断分块子系统与前向断路器的连接关系：当分块子系统中与前向断路器相连时，则该分块子系统中的节点均为b类隔离操作节点；当分块子系统未与前向断路器相连时：再判断分块子系统与切换开关的连接关系：当分块子系统与切换开关相连时，则该分块子系统中的节点为c类隔离和切换操作节点；当分块子系统未与切换开关相连时，则该分块子系统中的节点为e类受累停运节点。然后再判断所有分块子系统中的节点停运时间类型是否均已确定：当所有分块子系统中的节点停运时间类型均已确定时，则进行下一步计算；否则就对下一个分块子系统中的节点进行停运时间类型确定，直至第2）——③步中所有分块子系统中的节点停运时间类型均已确定为止； ⑤确定配电网中各节点的停运时间类型： 将第2）——④步确定的各分块子系统中节点的停运时间类型，加上第2）——①步确定的a类正常节点和第2）——②步确定的e类受累停运节点，就确定出配电网枚举的一个受累停运后所有节点的类型； 3）计算分块停运后配电网的潮流： 首先应用潮流计算程序，计算当该枚举计算的分块停运时配电网的潮流，然后进行线路容量和电压越限检查：当无越限时，进行下一步计算；当有越限时，则采取无功补偿措施后，再进行越限检查：当无越限时，进行下一步计算；当有越限时，则进行负荷削减直 至无越限为止； 4）计算负荷节点可靠性指标： 首先根据节点停运时间类型和削减负荷量计算负荷节点可靠性指标，然后判断分块停运枚举是否完成：当完成时，则进行下一步计算；否则再进行分块停运枚举，直至配电网中各分块的停运枚举完成为止。