【正文】 方式)下，假設(shè)配電系統(tǒng)中的元件發(fā)生故障或檢修。此外，配電系統(tǒng)故障后各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)所受影響不完全相同，可以此為根據(jù)對(duì)所有的負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行歸類并將同種類型的負(fù)荷點(diǎn)一并計(jì)算(通過分析負(fù)荷點(diǎn)的潮流情況即可確定其類型)，從而進(jìn)一步提高評(píng)估效率。應(yīng)該指出的是，開關(guān)倒閘操作可以按照先后分為兩個(gè)過程，首先隔離故障(多個(gè)開關(guān)分閘)。類似的，開關(guān)的倒閘操作時(shí)間為故障的隔離時(shí)間與聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘時(shí)間之和?？梢詫?duì)各負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行分類:其中，負(fù)荷點(diǎn)LPI 一 LP13 在動(dòng)作開關(guān) Kl 上游、負(fù)荷點(diǎn) LP18 及 LP19 不由為區(qū)域13供電的源點(diǎn) Sl 供電，都不受到當(dāng)前故障的影響，為 A 類。其次，將故障隔離并合上動(dòng)作開關(guān)以恢復(fù)故障上游受影響的健全區(qū)域到原來的電源點(diǎn)供電，應(yīng)該指出的是，如果動(dòng)作開關(guān)是故障區(qū)域的入點(diǎn)，則不能將動(dòng)作開關(guān)合閘，且故障上游不存在受影響的健全區(qū)域。B 類負(fù)荷點(diǎn):如果動(dòng)作開關(guān)不是故障區(qū)域的入點(diǎn)，肯定存在 B 類負(fù)荷點(diǎn)，可以通過分析 C，T 和 C 乃得到，這些負(fù)荷點(diǎn)在動(dòng)作開關(guān)虛擬分閘后沒有潮流流入(C 乃中對(duì)應(yīng)行的第二、第三列元素之和必然等于一 2)并且在故障虛擬隔離后有潮流流入(C 乃中對(duì)應(yīng)行的第二、第三列元素之和必然不等于一 2)。如果饋線和開關(guān)兩側(cè)之間有明顯的斷開點(diǎn)(斷開點(diǎn)的故障可以歸入其相鄰的饋線段中，以減少節(jié)點(diǎn)的數(shù)目)，開關(guān)故障后可32以迅速斷開與相鄰兩個(gè)區(qū)域的連接，從而能夠盡快恢復(fù)相鄰兩個(gè)區(qū)域的供電。故障后果分析完成后，根據(jù)各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的具體類型就可以求出其在當(dāng)前故障下的供電可靠性指標(biāo)，為了進(jìn)一步提高計(jì)算效率，應(yīng)該將同一類型的所有負(fù)荷點(diǎn)一并進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際運(yùn)行中，為減少停電次數(shù)，計(jì)劃?rùn)z修經(jīng)常集中進(jìn)行，通常將一條配電線路上的幾個(gè)串聯(lián)元件一并檢修、主變電站 10kv 母線和主變壓器一并檢修(如果是雙母線或兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，母線或主變壓器檢修時(shí)一般不會(huì)影響正常供電，可以不必考慮)。D類負(fù)荷點(diǎn)在當(dāng)前檢修下的年停電率為檢修的母線(主變壓器)或配電線路的年計(jì)劃?rùn)z修率，每次停電時(shí)間為其平均檢修持續(xù)時(shí)間。i 和平均停電時(shí)間表 γi 分別為:其中,? 是所有故障和檢修的集合,λy、181。實(shí)際運(yùn)行中，各個(gè)用戶的重要程度不是完全相同，故障或檢修后甩負(fù)荷時(shí)，首先應(yīng)甩去那些相對(duì)不重要的負(fù)荷，因此需要根據(jù)用戶的重要程度制定甩負(fù)荷的優(yōu)先級(jí)，甩負(fù)荷時(shí)按照優(yōu)先級(jí)從低到高的順序進(jìn)行。36圖 42 配電系統(tǒng)故障或檢修情況下網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)流程37第 5 章 結(jié)論本文研究了一種考慮配電自動(dòng)化條件下配電系統(tǒng)供電可靠性的評(píng)估方法，并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用軟件，經(jīng)過理論分析及算例結(jié)果驗(yàn)證，可以得出以下結(jié)論:(1)提出的面向配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估的配電網(wǎng)簡(jiǎn)化模型和以最小配電區(qū)域?yàn)閱挝辉O(shè)置故障進(jìn)行供電可靠性分析的方法，能夠顯著提高分析的效率。本文按照運(yùn)行中的一般情況進(jìn)行了考慮，可以根據(jù)具體的檢修計(jì)劃得出更精確的結(jié)果。檢修時(shí)具體的分析及計(jì)算過程與故障時(shí)完全類似，只是需要注意以下幾點(diǎn):(1)檢修后不存在受影響的上游區(qū)域(不存在 B 類負(fù)荷點(diǎn))。因此，為了提高評(píng)估的效率，設(shè)置故障后，對(duì)于其上游區(qū)域而言，應(yīng)該在兩種情形下(動(dòng)作開關(guān)拒動(dòng)及不拒動(dòng)時(shí))，分別分析其動(dòng)作開關(guān)虛擬分閘后的網(wǎng)形鄰接表亡乃(兩種情形下 C，T 不同)及故障虛擬隔離后的網(wǎng)形鄰接表 C 乃(兩種情形下 CTZ 相同)、確定其中的負(fù)荷點(diǎn)類型并計(jì)算其供電可靠性指標(biāo)。如果設(shè)置故障的開關(guān)不是隔離開關(guān)，只需在 CT 中將該開關(guān)設(shè)成分閘狀態(tài)即可。(2)主變電站 10kv 母線故障后果分析主變電站 IOkv 母線故障后果分析與區(qū)域故障時(shí)情形類似，只是需要注意以下幾點(diǎn):①故障后虛擬隔離時(shí)，應(yīng)該將與該母線相連的所有的源點(diǎn)全部設(shè)為分閘狀態(tài)。②向后搜索聯(lián)絡(luò)開關(guān):如果設(shè)置了故障的區(qū)域是末梢區(qū)域，則直接進(jìn)行下一步。 (a)一個(gè)設(shè)置區(qū)域故障的配電系統(tǒng)29(b)可靠性簡(jiǎn)化模型圖 41 一個(gè)設(shè)置區(qū)域故障的配電系統(tǒng)及其可靠性簡(jiǎn)化模型 故障后果分析 基于簡(jiǎn)化模型的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估故障后果分析就是在設(shè)置了一個(gè)區(qū)域、主變電站 10kv 母線或開關(guān)故障后，假設(shè)動(dòng)作開關(guān)可靠(即不考慮動(dòng)作開關(guān)拒動(dòng)的影響)的前提下，根據(jù)受故障影響的情況確定系統(tǒng)中各負(fù)荷點(diǎn)的類型。需要注意，如果設(shè)置了故障的區(qū)域是末梢區(qū)域，不存在 C 類及 D 類負(fù)荷點(diǎn)。此外，為了進(jìn)一步提高評(píng)估的準(zhǔn)確程度，計(jì)算停電時(shí)間時(shí)還可考慮故障判斷時(shí)間的影響，每次設(shè)置故障后都將故障判斷的平均時(shí)間加入到開關(guān)倒閘操作時(shí)間之中。根據(jù)各個(gè)部分受故障的影響情況，可以對(duì)所有的負(fù)荷點(diǎn)歸類并分別計(jì)算其在當(dāng)前故障下的年停電率和年停電時(shí)間:A 類負(fù)荷點(diǎn):指在動(dòng)作開關(guān)(指故障上游的第一個(gè)可自動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，故障后該開關(guān)自動(dòng)分閘)上游區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷點(diǎn)，不受當(dāng)前故障影響，在當(dāng)前故障下的年停電率和年停電時(shí)間為 基于簡(jiǎn)化模型的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估 B 類負(fù)荷點(diǎn):指在動(dòng)作開關(guān)和故障之間的區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷點(diǎn)，受當(dāng)前故障影響但故障隔離后可以通過動(dòng)作開關(guān)的合閘操作恢復(fù)到原來的電源點(diǎn)供電，在當(dāng)前故障下的年停電率為故障區(qū)域、母線或開關(guān)的年故障率或年計(jì)劃?rùn)z修率。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔收匣驒z修后，系統(tǒng)的運(yùn)行方式以及潮流方向會(huì)發(fā)生改變。圖 為圖 所示配電系統(tǒng)的最小配電區(qū)域分解結(jié)果，虛線框l 碑 12 為其最小配電區(qū)域，其中，l―l0―12最小配電區(qū)域?yàn)槟┥覅^(qū)域，7 和9 最小配電區(qū)域?yàn)榉悄┥覅^(qū)域。當(dāng)區(qū)域中任一元件故障時(shí)，必然會(huì)造成整個(gè)區(qū)域停電。22(a)一個(gè)典型的配電系統(tǒng).: (b)可靠性簡(jiǎn)化模型圖 31 一個(gè)典型配電系統(tǒng)及其可靠性簡(jiǎn)化模型 基于簡(jiǎn)化模型的基本處理 連通系及其分解在配電系統(tǒng)中，不考慮源點(diǎn)間由母線構(gòu)成的聯(lián)系時(shí)，具有潛在連通關(guān)系的子系統(tǒng)稱為連通系，圖 所示為一個(gè)具有兩個(gè)連通系的配電系統(tǒng)，其中，連通系 1 中包含 9 個(gè)節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)l、9。(5)定義 N 行 1 列的檢修率鄰接表 AT 反映各主變電站 10kv 母線節(jié)點(diǎn)(及與其相連的主變壓器)和各配電線路的計(jì)劃?rùn)z修率(配電線路的參數(shù)反映到相應(yīng)的源點(diǎn)上)，在 AT‘中的空閑位置填1。(3)定義 N 行 4 列的故障率鄰接表 AT 反映各節(jié)點(diǎn)和邊的故障率，其中的元素?fù)?描述節(jié)點(diǎn) i 的故障率。描述節(jié)點(diǎn) i 的類型，其取值可以為 0、6 或 7，分別表示該節(jié)點(diǎn)是上一級(jí)電源系統(tǒng))的等效點(diǎn)、源點(diǎn)(即主變電站 10kv 出線開關(guān)，通常是斷路器)、可自動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)節(jié)點(diǎn)(斷路器、熔斷器等)、隔離開關(guān)節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷開關(guān)節(jié)點(diǎn)、T 接點(diǎn)、末梢點(diǎn)(負(fù)荷點(diǎn))或母線節(jié)點(diǎn)。因此，不少學(xué)者都對(duì)FMEA 法進(jìn)行了完善，并提出了多種改進(jìn)方法，基于故障擴(kuò)散的可靠性評(píng)估方法就是其中比較常用和有效的一種，該方法首先利用前向搜索算法確定斷路器動(dòng)作影響范圍、利用故障擴(kuò)散方法確定故障隔離的范圍，從而可以確定節(jié)點(diǎn)的故障類型(根據(jù)受故障影響的時(shí)間不同，將所有節(jié)點(diǎn)分為不受故障影響、受故障影響時(shí)間為隔離時(shí)間、受故障影響時(shí)間為隔離時(shí)間加切換操作時(shí)間、受故障影響時(shí)間為故障修復(fù)時(shí)間 4 種類型)，根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)的類型便可求出其供電可靠性指標(biāo)，并進(jìn)一步求出整個(gè)系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)腳鄧]。本文將建立配電系統(tǒng)的可靠性簡(jiǎn)化模型，并在評(píng)估過程中引入最小配電區(qū)域的概念。設(shè)圖 2 一 2 是由 N 個(gè)元件組成的串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)馬爾柯夫過程理論，可以推導(dǎo)出實(shí)用于工程計(jì)算的公式，求17出串聯(lián)系統(tǒng)的等效參數(shù):圖 23 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型 ()i???5其中，λi、γ1 分別表示串聯(lián)系統(tǒng)中元件 i 的故障率(年/次)、平均故障修復(fù)時(shí)間(小時(shí))。經(jīng)過簡(jiǎn)化以后，最終可以得到操作元件的三狀態(tài)可靠性模型，具體的模型以及馬爾柯夫狀態(tài)方程與 節(jié)所描述的情況類似。第 3 類是不可自動(dòng)分?jǐn)嗲也豢蓭ж?fù)荷操作開關(guān)，主要指隔離開關(guān)，它們只能斷開或接通無電流或僅有很小電流的電路，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不能自動(dòng)切除故障，主要影響負(fù)荷點(diǎn)的故障類型和停運(yùn)時(shí)間。在可靠性分析中，還可以將上一級(jí)電源(或系統(tǒng))視為具有一定可靠度的功率元件。需要指出的是，系統(tǒng)中的檢修包括臨時(shí)檢修及計(jì)劃?rùn)z修。在實(shí)際計(jì)算中，這些參數(shù)值通常是在對(duì)各種運(yùn)行記錄經(jīng)過統(tǒng)計(jì)以后得出的，一般有以下幾項(xiàng):(1)年故障率兄(次/公里。(3)在配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估中，結(jié)合各供電局的實(shí)際檢修工作計(jì)劃，以各配電線路為單位設(shè)置檢修，并考慮母線及主變壓器計(jì)劃?rùn)z修的情形，使評(píng)估結(jié)果更加符合實(shí)際情況。(3)現(xiàn)有的供電可靠性評(píng)估方法大多沒有根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際情況考慮計(jì)劃?rùn)z修的影響，從而造成了評(píng)估結(jié)果的不夠完全真實(shí)。通過對(duì)樹的后序遍歷逐層將下層饋線對(duì)上層饋線的影響等效成等效分支線，直至將包含主饋線和多條子饋線的復(fù)雜的配電網(wǎng)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的饋線連接負(fù)荷點(diǎn)的，可以直接利用可靠性計(jì)算公式計(jì)算的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)配電系統(tǒng)。該過程主要處理下層元件對(duì)上層元件的可靠性影響，將一個(gè)復(fù)雜的副饋線分支用等效分支線代替，逐層向上層等效，最終將網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單輻射狀的主饋線網(wǎng)絡(luò)。若該割集中兩個(gè)元件出現(xiàn)的次數(shù)之和不小于 NP，并且每個(gè)基本最小路中都至少包含其中一個(gè)元件，則該割集是二階最小割集。求出最小割集的方法與步驟如下:第一步形成最小路樹。對(duì)于非最小路上的元件，先根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將其對(duì)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)的影響折算到相應(yīng)的最小路的節(jié)點(diǎn)上，然后再按照上面所講的方法處理即可。最小路法是基于最小路原理的快速評(píng)估方法。(2)功能性失效又稱為部分失去連續(xù)性事件5(partiaxLossofeontinuiyt，PLoe):它考慮到各元件的負(fù)載能力和系統(tǒng)電壓約束，如果一個(gè)停運(yùn)事件引起網(wǎng)絡(luò)超過約束，則必須斷開或者削減某一點(diǎn)的負(fù)荷以消除過載或電壓越限。目前求取電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的方法主要有模擬法和解析法兩大類:模擬法，是通過對(duì)元件的概率分布采樣來進(jìn)行狀態(tài)的選擇和估計(jì)，利用統(tǒng)4計(jì)試驗(yàn)方法得到可靠性指標(biāo)，該方法靈活且不受系統(tǒng)規(guī)模限制，但是耗時(shí)多而且精度不高，主要用于發(fā)、輸電組合系統(tǒng)的可靠性評(píng)估中。通過對(duì)供電可靠性的預(yù)測(cè)和評(píng)估，能夠找出配電系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、發(fā)現(xiàn)影響供電可靠性的主要因素，從而可以針對(duì)存在的問題提出具體的改進(jìn)措施，進(jìn)一步提高供電可靠性管理工作的水平并使整個(gè)系統(tǒng)的安全性能和經(jīng)濟(jì)效益得到顯著的增加。(3)隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為代表的高度信息化設(shè)備的廣泛普及，用戶對(duì)配電系統(tǒng)供電可靠性要求也越來越高，既使僅從加強(qiáng)配電系統(tǒng)供電可靠性所花費(fèi)的資金及其對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)所產(chǎn)生的效益來看，配電系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)可靠性工程中也具有極為重要的地位。(4)電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的能源，近幾年在西方國(guó)家的電力行業(yè)中引入了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，其競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是電力的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞: 配電系統(tǒng) 配電自動(dòng)化 供電可靠性ii目 錄摘 要 .................................................................................................................i目 錄 ................................................................................................................ii第 1 章 緒論 ....................................................................................................1 配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估研究的必要性 .............................................1 配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估研究的現(xiàn)狀及方法 .....................................3 傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估方法 ..........................................4 改進(jìn)的配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估方法 ..........................................5 本文研究的意義及所完成的工作 .........................................................8第 2 章 配電系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)及模型 ..............................................11 供電可靠性指標(biāo)及參數(shù) .......................................................................11 元件的可靠性參數(shù) ........................................................................11 負(fù)荷點(diǎn)的供電可靠性指標(biāo) ............................................................11 系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo) ................................................................12 元件的可靠性模型 ...............................................................................13 功率元件 ................................