[發明專利]基于成功流的配電系統可靠性指標計算方法

無效

• 申請號: 200910031318.5
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101562339A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 李揚;姚穎蓓;徐荊州;李一磊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/00;G06Q50/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

1.一種基于成功流的配電系統可靠性指標的計算方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟1：讀入網絡參數：包括線路、變壓器、熔斷器、隔離開關、斷路器的元件參數，

步驟2：讀入可靠性數據：包括線路故障率，線路檢修時間；斷路器操作時間，斷路器故障率；隔離開關操作時間；熔斷器故障率；變壓器故障率，變壓器故障維修時間，

步驟3：形成網絡拓撲結構，形成元件連接關系，

步驟4：利用遞歸算法計算各條復雜支路的可靠性指標；復雜支路即，某支路包括超過1個線路元件，該支路的可靠性指標沒有直接作為系統參數給出；復雜支路的可靠性指標包括支路的成功概率和支路的成功運行時間概率，

步驟5：計算各負荷點的可靠性指標：負荷點可靠性指標包括年平均故障次數和年平均停電時間，計算年平均故障時間時，不需要考慮隔離開關的影響，而計算年平均停電時間時，如果負荷能通過其他電源供電則需要用隔離開關的操作時間進行修正，

步驟6：計算系統總的可靠性指標。

2.如權利要求1所述的基于成功流的配電系統可靠性指標計算方法，其特征在于步驟4所述的采用遞歸算法計算各條復雜支路的可靠性指標的方法為，在求取用戶1(L_p1)的可靠性指標時，要使得L_p1不停電只有干線元件均正常運行，且支路元件也正?；驅ζ錈o影響，并認為熔斷器100％可靠或斷路器100％正確動作，對于用戶1(L_p1)，其故障率按(1)式計算：

λ₁＝(1-P₀*P₂*P₃)*N????(1)

式中其中λ₁為用戶1(L_p1)故障率，N為一時段，這里取N為8760h；P₀表示干線成功概率，P₂和P₃分別表示支路2和3的成功概率，其中P₃按(2)式計算：

P₃＝1-(1-P_*)(1-P_CB)(2)

其中P_*為斷路器以下各元件的成功組合，P_CB為斷路器可靠性動作概率，P_*即為本級遞歸與下一層遞歸接口。

3.如權利要求1所述的基于成功流的配電系統可靠性指標計算方法，其特征在于：步驟5中所述的每個負荷點的可靠性指標的計算方法包括：求取各負荷點的供電成功概率的方法、求取負荷點平均年停運時間的方法：

求取各負荷點的供電成功概率的方法為：

步驟51：根據式(3)求取各元件的成功概率，

P＝1-λ/N????(3)

其中λ為故障率，r為設備平均停運時間，N為一時段，這里取N為8760h；

步驟52：求取各負荷點的供電成功概率：該值分為兩部分，一部分是主干線故障的影響，將各段線路成功概率相乘；另一部分則是分支線其他負荷故障對其影響，同理將該分支線作為一小系統先求得該線路的成功概率，最后將求得的兩個值相乘即可得到該負荷點最終的可靠性指標，對于負荷點A2，其故障率為：

λ_A2＝(1-P₀₂*P_a2*P_B2*P_C2*P_D2)*N????(4)

其中P₀₂為干線成功概率，對于該圖的結構，P₀₂＝P₁₂*P₂₂*P₃₂*P₄₂；P_B2，P_C2，P_D2，以及下文的P_A2分別代表b2，c2，d2，a2支路包括熔斷器在內的成功概率，針對該圖中網絡結構，P_A2，P_B2，P_C2，P_D2的通用計算式按(5)式給出：

P_l＝1-P′_l*P′_L(l＝a2，b2，c2，d2；L＝A2，B2，C2，D2)(5)

其中P′_l為分支線的故障率(P′_l＝λ_l/N)，P′_L為該支路上熔斷器的不動作概率，

而P_a2，P_b2，P_c2，P_d2則僅為該支路線路的成功概率，可按(3)式計算出，

同理，負荷點B2，C2，D2點故障率如式(6)所示：

λ_B2＝(1-P₀₂*P_b2*P_A2*P_C2*P_D2)*N

λ_C2＝(1-P₀₂*P_c2*P_A2*P_B2*P_D2)*N????(6)

λ_D2＝(1-P₀₂*P_d2*P_A2*P_B2*P_C2)*N

對于多分支的復雜輻射型配電網絡，采用同樣模型分層計算；求取負荷點平均年停運時間的方法為：

步驟7：根據式(7)求取各元件的成功運行時間概率；

P_U＝1-λ*r/N＝1-U/N????(7)

步驟8：求取負荷點平均年停運時間：故障時能用隔離開關隔離的設備，用隔離開關的操作時間來修正其正常運行概率，采用與計算故障率類似的方法求取各負荷點的平均停運時間，對于負荷點A，其故障時間計算如(8)式

U_A3＝(1-P_U13*P_Ua3*P_U23′*P_Ub3′*P_U33′*P_Uc3′*P_U43′*P_Ud3′)*N????(8)

其中P_U23′，P_U33′，P_U43′，P_Ub3′，P_Uc3′，P_Ud3′表示用隔離開關的操作時間修正后的設備正常運行概率，他們的通用計算式按(9)式給出：

P_Ui′＝1-λ_i*r_g/N

???????????????????i＝13，23，33，43；l＝a3，b3，c3，d3(9)

P_Ul′＝1-λ_l*r_g/N

λ_i為干線故障率，λ_l為支路故障率，r_g為隔離開關的操作時間，

同理，負荷點B3，C3，D3的平均停運時間如(10)式

U_B3＝(1-P_U23*P_Ub3*P_U13*P_Ua3*P_U33′*P_Uc3′*P_U43′*P_Ud3′)*N

U_C3＝(1-P_U33*P_Uc3*P_U23*P_Ub3*P_U13*P_Ua3*P_U43′*P_Ud3′)*N????(10)

U_D3＝(1-P_U43*P_Ud3*P_U23*P_Ub3*P_U33*P_Uc3*P_U13*P_Ua3)*N

當轉移容量受限制時，需要對(8)式部分參數進行修正，規則是對于各負荷點，修正需采用備用電源供電的故障元件，對負荷點B3，當干線13及支路a3故障時需用能轉移負荷的概率η修正P_U13′和P_Ua3′，其他參數不變，對于負荷點A3，故不需修正，支路和負荷點故障概率是否修正根據負荷點兩端的隔離開關確定，對于負荷點主電源側隔離開關至主電源段所有參數均修正，而其他參數不變，修正規則如(11)式

P_Ui′＝1-(η*λ_i*r_g+(1-η)*λ_i*r_i)/N????

P_Ul′＝1-(η*λ_l*r_g+(1-η)*λ_l*r_l)/N?????????(11)

其中η值根據潮流計算結果確定，

對于多分支的復雜輻射型配電網絡，采用同樣模型分層計算。