【正文】 響報(bào)表統(tǒng)一存放在預(yù)想事故表中。系統(tǒng)可靠性指標(biāo)則可從各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)中分析得到。(2)功能性失效又稱(chēng)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(guò)約束，則必須斷開(kāi)或者削減某一點(diǎn)的負(fù)荷以消除過(guò)載或電壓越限。確定停運(yùn)組合之后，進(jìn)行潮流計(jì)算并確定是否違反網(wǎng)絡(luò)約束，即可鑒別是否會(huì)發(fā)生 PLOC 事件。FMEA 方法比較簡(jiǎn)單，并且網(wǎng)絡(luò)模型與配電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有著自然的相似，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變大時(shí)各種故障后果分析將變得十分冗長(zhǎng)。因此，大量學(xué)者都在 FMEA 法的基礎(chǔ)上繼續(xù)經(jīng)行了探索和研究，并提出了許多改進(jìn)方法:(l)最小路法連接任意兩節(jié)點(diǎn)間的有向弧或無(wú)向弧組成的集合稱(chēng)為這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的一條路。最小路法是基于最小路原理的快速評(píng)估方法。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，將非最小路上的元件故障對(duì)負(fù)荷點(diǎn)可靠性的影響，折算到相應(yīng)的最小路的節(jié)點(diǎn)上，從而對(duì)每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，僅對(duì)其最小路上的元件與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，即可得到負(fù)荷點(diǎn)相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。對(duì)于最小路上的元件，處理原則為:①如果系統(tǒng)無(wú)備用電源，那么最小路上的每個(gè)元件發(fā)生故障或檢修，均會(huì)引起負(fù)荷點(diǎn)的停運(yùn)。②如果系統(tǒng)有備用電源，且主饋線(xiàn)上裝有分段裝置(隔離開(kāi)關(guān)或分段斷路器)，那么分段裝置前的元件發(fā)生故障引起的后段負(fù)荷點(diǎn)停運(yùn)時(shí)間僅為 Mxa 夏 S，T，其中 S 為分‘段裝置的操作時(shí)間，T 為備用電源的倒閘操作時(shí)間。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。②如果主饋線(xiàn)上裝有隔離開(kāi)關(guān)或分段斷路器，那么隔離開(kāi)關(guān)或分段斷路器后的元件發(fā)生故障所引起的前段負(fù)荷點(diǎn)停運(yùn)時(shí)間，為隔離開(kāi)關(guān)或分段斷路器的操作時(shí)間 S，并且后段元件的檢修不會(huì)引起前段負(fù)荷點(diǎn)的停運(yùn)。一個(gè)切斷所有基本最小路的最小割集也將切斷所有的輔助最小路。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，基本最小路數(shù)目可能要比最小路數(shù)目少幾個(gè)數(shù)量級(jí)。求出最小割集的方法與步驟如下:第一步形成最小路樹(shù)。第三步利用基本最小路求出最小割集。②若一元件出現(xiàn)的次數(shù)等于 NP，則該元件構(gòu)成一階最小割集，這樣就迅速找出全部一階最小割集。④在 C01 刃 NT 數(shù)組中找出構(gòu)成最短基本最小路的元件并移到數(shù)組最前面。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。若三個(gè)元件出現(xiàn)次數(shù)總和不小于 NP，同時(shí)每個(gè)基本最小路中都至少包含其中一個(gè)元件，并且該割集中不包含二階最小割集，則該割集是三階最小割集。若有必要，對(duì)四階以上的最小割集可以此類(lèi)推求出。網(wǎng)絡(luò)等值法主要針對(duì)實(shí)際配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用一個(gè)等效元件來(lái)代替一部分配電網(wǎng)絡(luò)，從而將一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)逐步簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單輻射狀的主饋線(xiàn)系統(tǒng)。該過(guò)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(xiàn)分支用等效分支線(xiàn)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。該過(guò)程主要處理上層元件對(duì)下層元件可靠性的影響，將這種影響用等效串聯(lián)元件表示，并分層計(jì)算分布在各層的負(fù)荷點(diǎn)的可靠性。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(lèi)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(lèi)型)。(5)遞歸算法遞歸算法利用了配電網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)多為樹(shù)狀的特點(diǎn)，首先將配電系統(tǒng)以靠性等效，簡(jiǎn)化為一個(gè)形式簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，在遍歷過(guò)程中遞歸調(diào)用可靠性計(jì)算公式，最終得到整個(gè)配電系統(tǒng)的所有負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。通過(guò)對(duì)樹(shù)的后序遍歷逐層將下層饋線(xiàn)對(duì)上層饋線(xiàn)的影響等效成等效分支線(xiàn)，直至將包含主饋線(xiàn)和多條子饋線(xiàn)的復(fù)雜的配電網(wǎng)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的饋線(xiàn)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)。 本文研究的意義及所完成的工作綜上所述，配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估的研究具有巨大的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，前人對(duì)此進(jìn)行了大量的探索，并且已經(jīng)取得了許多重要的成果。由于系統(tǒng)中元件數(shù)目眾多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此具有計(jì)算量大、計(jì)算過(guò)程繁瑣的不足。(2)現(xiàn)有的供電可靠性評(píng)估方法沒(méi)有深入考慮母線(xiàn)及開(kāi)關(guān)的故障對(duì)于供電可靠性指標(biāo)的影響。(3)現(xiàn)有的供電可靠性評(píng)估方法大多沒(méi)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)。自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)于配電系統(tǒng)的供電可靠性具有直接影響:一方面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后開(kāi)關(guān)的操作時(shí)間大大縮短。目前自動(dòng)化在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)日益廣泛，在進(jìn)行供電可靠性評(píng)估時(shí)如果不考慮其影響，所得到的結(jié)果肯定同樣不能真實(shí)反映系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。以最小配電區(qū)域而不是以單個(gè)元件為單位設(shè)置故障進(jìn)行供電可靠性分析，以提高分析的效率。(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(xiàn)路為單位設(shè)置檢修，并考慮母線(xiàn)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。(5)綜合前 4 項(xiàng)工作，采用 vc++.60 實(shí)現(xiàn)綜合考慮通過(guò)配電自動(dòng)化進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)條件下的配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估應(yīng)用軟件。11第 2 章 配電系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)及模型建立可靠性指標(biāo)及模型是進(jìn)行配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估的前提和基礎(chǔ)，在進(jìn)行分析時(shí)，一般把研究對(duì)象劃分為元件和系統(tǒng)兩個(gè)層次川。以此為基礎(chǔ)，在對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行最小區(qū)域分解后，即能求出各最小配電區(qū)域的可靠性等效參數(shù)，從而可以區(qū)域?yàn)閱挝环治龉╇娍煽啃?。在?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(guò)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。年)。(小時(shí)/次)。年)。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。 負(fù)荷點(diǎn)的供電可靠性指標(biāo)負(fù)荷點(diǎn)的供電可靠性指標(biāo)是衡量系統(tǒng)中各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電能力的尺度，可以根據(jù)配電系統(tǒng)中元件的可靠性參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算后得出，常用指標(biāo)有:(1)年停電率入(次/年:)指負(fù)荷點(diǎn) i 在單位時(shí)間(通常為一年)中因配電系統(tǒng)元件故障或檢修而造成停電的次數(shù)。(3)平均停電時(shí)間 ri(小時(shí)/次):指負(fù)荷點(diǎn) i 因配電系統(tǒng)元件故障或檢修而造成停電的每次停電的平均持續(xù)時(shí)間。在這些元件中，絕大部分是可修復(fù)元件，近似的認(rèn)為元件各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移率為常數(shù)，概率分布符合指數(shù)分布，因此可以用馬爾可夫過(guò)程來(lái)分析。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。對(duì)功率元件采用三狀態(tài)模型，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系用圖 來(lái)表示:圖 21 功率元件的可靠性模型圖中，N 為正常工作運(yùn)行狀態(tài)，M 為計(jì)劃?rùn)z修狀態(tài)，R 為故障停電及修復(fù)狀態(tài)，而分別為故障率、計(jì)劃?rùn)z修率，單位為次/年。產(chǎn) M 是由檢修狀態(tài)向正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)移率，它與檢修持續(xù)時(shí)間馬互為倒數(shù)。操作元件在配電系統(tǒng)可靠性分析中具有重要的地位，可以根據(jù)自身特性及對(duì)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的影響將其分為 3 類(lèi):第 1 類(lèi)是可自動(dòng)分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)，包括斷路器、熔斷器等，它們可以斷開(kāi)或接通電路中的正常工作電流或故障電流，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)動(dòng)作，決定故障在網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)散情況，主要影響負(fù)荷點(diǎn)的故障率。第 3 類(lèi)是不可自動(dòng)分?jǐn)嗲也豢蓭ж?fù)荷操作開(kāi)關(guān)，主要指隔離開(kāi)關(guān)，它們只能斷開(kāi)或接通無(wú)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(lèi)型和停運(yùn)時(shí)間。一般的，可以認(rèn)為除隔離開(kāi)關(guān)之外，系統(tǒng)中的其它操作元件和饋線(xiàn)之間都有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。需要注意的是，可自動(dòng)分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)的拒動(dòng)狀態(tài)包括操作時(shí)的拒動(dòng)(未分閘和未合閘)和故障后的拒動(dòng)(故障后應(yīng)分閘而未分閘)兩種情況，不可自動(dòng)分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)則只有操作時(shí)的拒動(dòng)，操作時(shí)的拒動(dòng)一般不會(huì)造成故障的擴(kuò)大，而且在運(yùn)行中也很少發(fā)生，對(duì)可靠性指標(biāo)的影響不大，在分析時(shí)可以忽略不計(jì)，因此，本文中操作元件的拒動(dòng)僅指故障后可自動(dòng)分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)的拒動(dòng)(包括由于繼電保護(hù)不可靠使其它開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘所造成的拒動(dòng)以及由于開(kāi)關(guān)自身的原因所造成的拒動(dòng)，如果系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，則繼電保護(hù)不可靠所造成的影響可以在很短時(shí)間內(nèi)消除，只考慮由于開(kāi)關(guān)自身原因所造成的拒動(dòng))。在進(jìn)行配電系統(tǒng)可靠性分析時(shí)，這種復(fù)雜模型是不實(shí)用的，考慮的因素太多會(huì)使問(wèn)題的復(fù)雜性大大增加，因此有必要將模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。經(jīng)過(guò)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(lèi)似。特別是當(dāng)考慮元件電氣極限容量和繼電保護(hù)電流整定值約束、進(jìn)行故障后的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)，事實(shí)上系統(tǒng)的可靠性是隨著負(fù)荷的改變而發(fā)生變化的，當(dāng)前負(fù)荷的大小對(duì)其結(jié)果有著直接的影響，可以對(duì)負(fù)荷不相同的各個(gè)時(shí)刻分別進(jìn)行可靠性評(píng)估，并進(jìn)一步得出 AASI 評(píng)估結(jié)果曲線(xiàn)。關(guān)于負(fù)荷的具體模型及計(jì)算在后文中敘述。(1)串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型 2 配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估指標(biāo)及模型串聯(lián)系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上元件組成的系統(tǒng)，若其中任何一個(gè)元件失效均構(gòu)成系統(tǒng)失效。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(guò)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))。(2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型并聯(lián)系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上元件組成的系統(tǒng)，必須是元件同時(shí)失效才構(gòu)成系統(tǒng)失效，或者說(shuō)，只要其中一個(gè)元件完好，系統(tǒng)便算完好。λp、γp 今分別表示并聯(lián)系統(tǒng)等效后的故障率(年/次)、平均故障修復(fù)時(shí)間(小時(shí))。 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性模型配電系統(tǒng)中的元件數(shù)目眾多，而且相互之間的連接關(guān)系十分復(fù)雜，18簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)等效也不能完全適用。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(guò)程中引入最小配電區(qū)域的概念。內(nèi)部或者沒(méi)有端點(diǎn)，或者全部端點(diǎn)為 T 接點(diǎn)(配電開(kāi)閉所、小區(qū)變中的 10kv 母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)也可看作廣義的 T 接點(diǎn))或末梢點(diǎn)。因此，建立了配電系統(tǒng)可靠性簡(jiǎn)化模型并進(jìn)行最小配電區(qū)域分解后，可以最小配電區(qū)域?yàn)閱挝灰来卧O(shè)置故障并分析可靠性。19第 3 章 基于簡(jiǎn)化模型的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估 配電系統(tǒng)供電可靠性評(píng)估的基本方法 (FaliuerMdoenadEeffctAnalssis，F(xiàn)MEA)，它是以系統(tǒng)中的每一個(gè)元件為對(duì)象，分析其基本故障事件及后果，然后結(jié)合元件的可靠性數(shù)據(jù)，求得所有的故障狀態(tài)，綜合形成系統(tǒng)的供電可靠性指標(biāo)川。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(lèi)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(lèi)型)，根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)的類(lèi)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]。本章將在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，建立配電系統(tǒng)可靠性簡(jiǎn)化模型，并以最小配電區(qū)域?yàn)閱挝贿M(jìn)行供電可靠性評(píng)估。 配電系統(tǒng)的可靠性簡(jiǎn)化模型文獻(xiàn)[251 和[27]提出了一種基于圖論的配電系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型，將開(kāi)關(guān)(包括斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器等)、T 接點(diǎn)和末梢點(diǎn)看20作是節(jié)點(diǎn)，而將饋線(xiàn)段看作是邊獷但是該模型僅描述到主變電站的10kv 出線(xiàn)，并且沒(méi)有考慮有關(guān)供電可靠性計(jì)算的數(shù)據(jù)。在建立模型時(shí)，先將兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的所有元件按 進(jìn)行串、并聯(lián)等效，從而簡(jiǎn)化了模型的復(fù)雜程度。描述節(jié)點(diǎn) i 的類(lèi)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(xiàn)開(kāi)關(guān)，通常是斷路器)、可自動(dòng)分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)(斷路器、熔斷器等)、隔離開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)、T 接點(diǎn)、末梢點(diǎn)(負(fù)荷點(diǎn))或母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)。Dsi=5 描述和各節(jié)點(diǎn)鄰接的節(jié)點(diǎn)的序號(hào)，如果節(jié)點(diǎn) vi 和節(jié)點(diǎn) kv、場(chǎng)和 nv 相鄰接，則 di=3k，試=4m，di=sn。(2)定義 N 行 5 列的網(wǎng)形鄰接表 CT 反映當(dāng)前的運(yùn)行方式，其中的元素cli 描述節(jié)點(diǎn) i 所處的狀態(tài)(一般的，上一級(jí)電源的等效點(diǎn)、母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)、T 接點(diǎn)均認(rèn)為處于合閘狀態(tài)，末梢點(diǎn)、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)均認(rèn)為處于分閘狀態(tài))，1 表示合、0 表示分。對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)，2cl 和 3cl 分別表示以節(jié)點(diǎn) i 為終點(diǎn)的有向邊(即“弧” ，其方向?yàn)橄鄳?yīng)饋線(xiàn)段上潮流的方向)的起點(diǎn)序號(hào)，4ci 和 5ci描述以相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)的弧的終點(diǎn)序號(hào)。(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。在 AT 中的空閑位置填一 1。21(4)定義 N 行 4 列的平均故障修復(fù)時(shí)間鄰接表 RT 反映各節(jié)點(diǎn)和邊的平均故障修復(fù)時(shí)間，其中的元素 911 描述節(jié)點(diǎn) i 的平均故障修復(fù)時(shí)間。在 RT 中的空閑位置填一 1。(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(xiàn)節(jié)點(diǎn)(及與其相連的主變壓器)和各配電線(xiàn)路的計(jì)劃?rùn)z修率(配電線(xiàn)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。(7)定義 N 行 1 列的用戶(hù)數(shù)鄰接表 NT 反映各負(fù)荷點(diǎn)所供用戶(hù)的數(shù)量，在 NT 中的空閑位置填1。(9)定義 N 行 1 列的開(kāi)關(guān)拒動(dòng)概率鄰接表 PT 反映各開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)生拒動(dòng)的概率，在 PT