一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法
2023-10-06 08:47:54 2
專利名稱：一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法
技術領域：
本發明涉及一種配電網可靠性評 估方法，也即電力系統配電網可靠性指標的評測方法。本發明具體涉及一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法。屬於電氣工程技術領域。
背景技術：
配電網是電力系統中直接面對用戶的環節，對用戶供電質量和供電可靠性的影響也最為直接，對配電網進行可靠性評估對提高配電網可靠性、保證電能質量、降低網絡線損、降低系統停電損失、促進和改善電力工業生產技術和管理、提高經濟和社會效益等都具有十分重要的意義。目前配電網採用閉環設計開環運行，並在配電網的線路上配置開關。在配電網中元件發生故障時可通過聯絡開關進行電源點的切換。現有配電網可靠性評估的方法主要有故障模式後果分析法、分塊法等。故障模式後果分析法是利用配電網的元件的可靠性數據，建立配電網運行的故障模式後果表，分析每個故障事件及其後果，然後綜合形成可靠性指標。如1998年中國電力出版社陳文高著《配電系統可靠性實用基礎》書中，公開的是利用元件可靠性數據，在計算系統故障指標之前先選定某些合適的故障判據(即可靠性準則)，然後根據判據將系統狀態分為完好和故障兩大類的一種檢驗方法。具體做法是建立故障模式分析表，查清每個基本故障事件及其後果，然後加以綜合分析。但當系統結構複雜時，故障模式後果表的建立將十分複雜，所以直接應用故障模式後果分析法分析複雜的配電系統是非常困難的。分塊法是利用可靠性元件的串並聯原理，將配電網網絡劃分成若干個分塊，以分塊為最小單位對配電網進行故障解析分析，然後形成可靠性指標。如2008年第2卷第3期 ((IET proceeding-G. T· D〉〉中的"Fast algorithm for the reliability evaluation of large-scale electrical distribution networks using the section technique，，一文， 公開的是以開關為界將配電網網絡劃分成若干個分塊，根據可靠性串並聯原理將分塊中元件的可靠性參數進行歸併，得到分塊的等效可靠性參數，再以分塊為單位進行故障枚舉，分析故障後果並計算形成可靠性指標。應用分塊法可有效提高配電網可靠性的計算效率，節省計算時間。但分塊法不能直接處理考慮預安排儲運的配電網可靠性評估。某些發達國家如美國、加拿大、日本等，雖然其負荷增長較慢，且配電網結構較為固定，但其預安排停運所佔的比重仍較隨機故障停運的大。在發展中國家，如中國、印度、巴西等，由於經濟的快速發展，負荷增長較快，配電網的建設和改造工程較多，造成預安排停運所佔比重更大，預安排停運對配電網可靠性的影響不容忽略。據中國電監會電力可靠性管理中心統計，2005至2009年全國城市預安排停運造成的用戶平均停電時間佔總用戶平均停電時間的比例均在70%以上，2009年達79. 18%。因此，在配電網可靠性評估中需計及預安排停運。
發明內容
針對現有 配電網可靠性評估方法的不足，本發明的目的是提供一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法，本方法將預安排停運分為按饋線停運和按元件停運兩大類，並分別給出了各種預安排停運的可靠性參數定義及可靠性指標計算方法，得到的可靠性指標更符合實際情況。實現本發明目的採用的技術方案是一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法，其特徵在於，將配電網數據輸入計算機系統，由計算機計算其正常運行狀態的潮流； 然後採用狀態枚舉法，進行配電網中各元件的停運事件枚舉計算；然後計算按饋線預安排停運對配電網可靠性指標的影響；最後計算配電網可靠性指標並輸出；具體步驟包括(1)輸入配電網數據首先輸入配電網的結構數據和電氣數據及可靠性數據；(2)計算配電網正常運行時的潮流應用配電網潮流計算程序，計算配電網正常運行時的潮流，得到配電網各節點的電壓幅值及相角、各線路傳輸的有功功率及無功功率；(3)形成配電網分塊以開關為界，將配電網中由線路、變壓器等組成的網絡分成若干個區域，將每個區域所包含的線路、變壓器等元件的集合稱為一個分塊；(4)計算各分塊的等效可靠性參數分別計算各個分塊的包括等效故障率、等效修復時間、等效按元件預安排停運率、 等效按元件預安排停運時間的等效可靠性參數；(5)配電網中各分塊停運枚舉計算採用狀態枚舉法，對配電網中各分塊停運分別進行枚舉計算；(6)計算按饋線預安排停運的影響計算按饋線預安排停運對系統可靠性指標的影響；
(7)計算配電網的可靠性指標即配電網中各分塊的停運枚舉計算完成後，根據各次分塊停運枚舉計算過程中的結果，計算配電網的可靠性指標並輸出計算結果。其中，配電網可靠性指標如下①系統平均停電頻率(SAIFI)指每個用戶在單位時間內所遭受到的平均停電次數，由用戶停電總次數與用戶數之比表示；②系統平均停電持續時間(SAIDI)指用戶在一年中所遭受的平均停電持續時間， 由用戶停電時間總和與用戶數之比表示；③用戶平均停電持續時間(CAIDI)指每個用戶在一年中每次停電的平均持續時間，由用戶停電時間總和與用戶停電總次數之比表示；④平均供電可用率(ASAI)指每個用戶在一年中用電需求得到滿足的時間百分比，由實際供電總時戶數與要求供電總時戶數之比表示；⑤平均供電不可用率(ASUI)指每個用戶在一年中用電需求未得到滿足的時間百分比，由用戶停電總時戶數與用戶要求供電總時戶數之比表示；⑥系統缺供電量(ENS)指每個用戶在一年中負荷削減的期望數；⑦系統平均缺供電量(AENS)，由總缺電量與總用戶數之比表示。
採用本發明技術方案，具有如下有益效果本發明方法創造性的提出將配電網 預安排停運分為按元件預安排停運及按饋線預安排停運兩類，並分別給出其可靠性參數定義及計算方法，不僅能夠計算僅考慮故障停運的配電網可靠性指標，還能計算考慮預安排停運影響的複雜配電網的可靠性指標，克服現有故障模式後果分析法、分塊法等的不足，並且模型通用性較好，便於推廣應用。本發明廣泛應用於複雜中壓配電網可靠性評估中，特別適用於6-10kV的配電網可靠性評估中。
圖1為本發明方法的程序流程框圖。圖2為實施例配電網系統接線圖。圖中，F1-F4*饋線，1-3為線路編號，LP1-LP4tl為負荷變壓器(負荷節點編號)， S1-S3為分塊編號。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。如附圖1和圖2所示，某可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法，具體步驟如下(1)輸入配電網數據首先輸入配電網的結構數據和電氣數據及可靠性數據。配電網的結構數據，包括配電網中線路的連接關係及線路與變壓器的連接關係，斷路器、分段開關、隔離開關等開關設備的安裝位置等；配電網的電氣數據，包括線路及變壓器電阻、電抗，負荷節點變壓器裝變容量、功率因數、負載率等；配電網的可靠性參數，包括統計的線路及變壓器的故障率、修復時間、按元件預安排停運率、按元件預安排停運時間、按饋線預安排停運率、按饋線預安排停運時間，故障定位時間，開關隔離操作時間等。附圖2所示是國外某IOkV配電網結構。附圖2所示配電網的部分線路電氣數據如下表所示
權利要求
1. 一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法，其特徵在於，將配電網數據輸入計算機系統，由計算機計算其正常運行狀態的潮流；然後採用狀態枚舉法，進行配電網中各元件的停運事件枚舉計算；然後計算按饋線預安排停運對配電網可靠性指標的影響；最後計算配電網可靠性指標並輸出；具體步驟包括(1)輸入配電網數據 首先輸入配電網的結構數據和電氣數據及可靠性數據；(2)計算配電網正常運行時的潮流應用配電網潮流計算程序，計算配電網正常運行時的潮流，得到配電網各節點的電壓幅值及相角、各線路傳輸的有功功率及無功功率；(3)形成配電網分塊以開關為界，將配電網中由線路、變壓器等組成的網絡分成若干個區域，將每個區域所包含的線路、變壓器等元件的集合稱為一個分塊；(4)計算各分塊的等效可靠性參數分別計算各個分塊的包括等效故障率、等效修復時間、等效按元件預安排停運率、等效按元件預安排停運時間的等效可靠性參數；(5)配電網中各分塊停運枚舉計算採用狀態枚舉法，對配電網中各分塊停運分別進行枚舉計算；(6)計算按饋線預安排停運的影響計算按饋線預安排停運對系統可靠性指標的影響；(7)計算配電網的可靠性指標即配電網中各分塊的停運枚舉計算完成後，根據各次分塊停運枚舉計算過程中的結果，計算配電網的可靠性指標並輸出計算結果；其中，配電網可靠性指標如下①系統平均停電頻率(SAIFI)指每個用戶在單位時間內所遭受到的平均停電次數，由用戶停電總次數與用戶數之比表示；②系統平均停電持續時間(SAIDI)指用戶在一年中所遭受的平均停電持續時間，由用戶停電時間總和與用戶數之比表示；③用戶平均停電持續時間(CAIDI)指每個用戶在一年中每次停電的平均持續時間，由用戶停電時間總和與用戶停電總次數之比表示；④平均供電可用率(ASAI)指每個用戶在一年中用電需求得到滿足的時間百分比，由實際供電總時戶數與要求供電總時戶數之比表示；⑤平均供電不可用率(ASUI)指每個用戶在一年中用電需求未得到滿足的時間百分比，由用戶停電總時戶數與用戶要求供電總時戶數之比表示；⑥系統缺供電量(ENS)指每個用戶在一年中負荷削減的期望數；⑦系統平均缺供電量(AENS)，由總缺電量與總用戶數之比表示。
全文摘要
本發明提供一種可考慮預安排停運的配電網可靠性評估方法，將配電網數據輸入計算機系統，由計算機計算其正常運行狀態的潮流；然後採用狀態枚舉法，進行配電網中各元件的停運事件枚舉計算；然後計算按饋線預安排停運對配電網可靠性指標的影響；最後計算配電網可靠性指標並輸出。本發明方法創造性的提出將配電網預安排停運分為按元件預安排停運及按饋線預安排停運兩類，並分別給出其可靠性參數定義及計算方法，不僅能夠計算僅考慮故障停運的配電網可靠性指標，還能計算考慮預安排停運影響的複雜配電網的可靠性指標，克服現有故障模式後果分析法、分塊法等的不足，並且模型通用性較好，便於推廣應用。本發明廣泛應用於複雜中壓配電網可靠性評估中，特別適用於6-10kV的配電網可靠性評估中。
文檔編號H02J3/00GK102222908SQ20111015438
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月9日 優先權日2011年6月9日
發明者曹侃, 李春燕, 王光強, 胡博, 謝開貴, 馬懷冬 申請人:重慶大學