[發(fā)明專利]基于成功流的配電系統(tǒng)可靠性指標計算方法

無效

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• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101562339A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 李揚;姚穎蓓;徐荊州;李一磊
• 申請（專利權(quán)）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(jīng)緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種基于成功流的配電系統(tǒng)可靠性指標計算方法，屬于配電系統(tǒng)可靠性分析的技術(shù)領域。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高。如何向用戶提供充足、可靠、經(jīng)濟的電能是電力工作者的首要任務。電力系統(tǒng)可靠性問題是影響電能質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。因此，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性是提高電能質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。

過去幾十年里，在發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性指標計算問題上許多專家學者投入了大量的研究，從理論分析、計算方法、實際應用等方面進行了深入討論，奠定了發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性應用的基礎，相應的工程應用工作也取得了較大的進展。相比之下，配電系統(tǒng)可靠性的指標計算問題遠沒有受到重視，主要原因在于發(fā)電設備比配電設施集中，設備一次性投資大，建設周期長，且發(fā)電容量不足造成的停電給社會及環(huán)境可能帶來嚴重后果，因此著重強調(diào)了確保供電的充足度和盡力滿足電力系統(tǒng)發(fā)電部分的要求。然而，配電系統(tǒng)不可靠造成的損失是非常大的，據(jù)電力公司統(tǒng)計：大約80％的用戶故障源于配電系統(tǒng)故障。

配電系統(tǒng)可靠性的指標計算方法大致可分為解析法和仿真法兩類。其中仿真方法比較靈活，但其計算精度與仿真次數(shù)的平方根成反比，因而實際應用中難以避免計算耗時的問題；解析法基于系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計的假定，又可分成網(wǎng)絡模型以及Markov模型兩種，由于Markov模型應用于規(guī)模較大的系統(tǒng)時計算時間較長，因此目前用的較多的還是網(wǎng)絡模型。傳統(tǒng)解析方法的共同特征是利用基于故障模式影響的分析法，通過對系統(tǒng)中各元件狀態(tài)的搜索，列出全部可能的系統(tǒng)狀態(tài)，采用組合法求解最小割集。因此隨著配電系統(tǒng)規(guī)模的擴大，狀態(tài)組合將十分龐大，模型復雜度按指數(shù)增加，相應的處理速度也會很慢。實際應用時同時存在編程復雜的困難。

成功流法是一種以成功為導向的系統(tǒng)概率分析技術(shù)。該方法最初是在20世紀60年代中期由美國Kaman科學公司提出的，用于解決復雜系統(tǒng)的可靠性問題。經(jīng)過長期的研究和發(fā)展，成功流法的功能得到逐步完善，對于多狀態(tài)、有時序的系統(tǒng)的可靠性指標計算更為有力。

成功流法的建模是以成功為導向，從輸入單元的成功狀態(tài)開始，逐步分析成功后果，直到代表系統(tǒng)的輸出信號。其建模方式為歸納法，其定量計算可直接進行，而不需要事先求出最小割集即可得到精確的結(jié)果。

成功流法一般的分析過程為：系統(tǒng)分析、根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建立成功流圖、輸入數(shù)據(jù)、進行成功流運算。首先定義所分析的系統(tǒng)，規(guī)定系統(tǒng)的范圍，確定系統(tǒng)所包含的單元以及單元組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分析其功能，確定系統(tǒng)的成功準則。成功流圖建立并輸入操作符的可靠性數(shù)據(jù)后，進行成功流運算。從輸入操作符的輸出信號開始，按操作符規(guī)定的算法，逐步運算至系統(tǒng)的輸出信號，得到系統(tǒng)所有信號流的可靠性特征量。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種計算模型簡單，計算耗時少，計算精度高可以用于較大規(guī)模系統(tǒng)的基于成功流算法的配電系統(tǒng)可靠性的指標計算方法。

技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的基于成功流的配電系統(tǒng)可靠性指標的計算方法包括以下步驟：

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

步驟2：讀入可靠性數(shù)據(jù)：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(guān)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(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，形成元件連接關(guān)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(tǒng)參數(shù)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(shù)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(guān)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(guān)的操作時間進行修正，

步驟6：計算系統(tǒng)總的可靠性指標。

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，且支路元件也正常或?qū)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)