[發明專利]基于網絡等值法的配電網可靠性評估方法

在審

• 申請號: 202111311291.2
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114240032A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 鮑薇;燕躍豪;張慧;王權;劉曉輝;鐘浩;王爽
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司鄭州供電公司;河南甘能信息科技有限公司;鄭州大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/08;G06F113/04;G06F119/02
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭乃鳳

1.一種基于網絡等值法的配電網可靠性評估方法，根據斷路器、聯絡開關、分支線、備用變壓器以及負荷轉載情況，基于網絡等值法模型，其特征在于：將復雜配電系統分層處理，再逐步等值為簡單的輻射形配電網，對于一個正在使用的配電系統元件來說，有正常運行、故障停電和計劃檢修三種狀態，配電網的可靠性是以是否造成用戶的停電故障為標準進行的，將計劃檢修與故障停電合并為故障狀態，如下式所示：

λ＝λ′+λ″

式中λ′為故障停電率，γ′為故障檢修時間；λ″為計劃檢修率，γ″為計劃檢修時間；λ為故障率，γ為故障停電修復時間；

由兩個或兩個以上元件組成的系統，若其中一個元件故障，則系統故障，必須所有元件同時完好，系統才算完好，這種系統采用串聯等值，此時，負荷點故障率λ：

λ_i為第i個負荷點的故障率；

負荷點每次故障平均停電修復時間γ：

γ_i為第i個負荷點每次故障平均停電修復時間；

負荷點年平均停電持續時間U:

U＝λγ(小時/年)

由兩個或兩個以上元件組成的系統，若所有元件故障，系統才故障，只要其中一個元件工作，系統處仍于工作狀態，則這種系統采用并聯等值，此時，負荷點故障率λ：

λ＝λ₁λ₂(γ₁+γ₂)(次/年)

負荷點每次故障平均停電修復時間γ：

配電網的平均停電頻率指標SAIFI是指每個由系統供電的用戶在單位時間內所遭受到的平均停電次數，用一年中用戶停電的累積次數除以系統供電的總用戶數來預測：

式中的N_i為負荷點i的用戶數,λ_i為負荷點i的故障率；

系統平均停電持續時間指標SAIDI是指每個由系統供電的用戶在一年中所遭受的平均停電持續時間，用一年中用戶遭受的停電持續時間總和除以該年中由系統供電的用戶總數來預測：

式中的U_i為負荷點i的等值年平均停電時間；

系統平均供電可用率指標ASAI是指一年中用戶獲得的不停電時間總數與用戶要求的總供電時間之比，如果一年中用戶要求的供電時間按全年8760小時計，

系統電量不足指標ENS工是指系統中停電負荷的總停電量，其計算式為：

式中的L_a(i)為連接在停電負荷點i的平均負荷，

設最小故障區Z_k中包含w個子區域根節點，包括W₁個I型開關和W₂個II型開關，x條支路，y個負荷點，z個聯絡開關，根據元件的可靠性參數計算出各最小故障區的等效故障率λ_e[k]，等效年停運時間U_e[k]，等效負荷量S_e[k]，用戶總數N_e[k]，計算公式如下：

其中λ_I[i₁]是第i₁個I型開關的故障率，r_I[i₁]為第i₁個I型開關的修復時間；λ_l[j]為第j條支路的故障率；r_l[j]為第j條支路的修復時間；λ_s[l]為第l個聯絡開關的修復時間；λ_tr[k]為第k個變壓器的故障率；p_tr[k]為第k個變壓器保護裝置的可靠率；S_e[k]為第k個變壓器的容量，N_e[k]為第i個負荷點的用戶數；

當配電網發生故障，無論是否負荷轉載，通常配電網都是開環運行，因此從電源點到每個最小故障區的供電路徑是唯一的；最小故障區的數據結構中包含父區域和子區域信息，若要確定最小故障區Z_x在非故障情況下的供電路徑，按照最小路的思想，從最小故障區Z_x開始搜索其父區域，再搜索Z_x父區域的父區域，依次逐級向上搜索，直到搜索到的最小故障區根節點為電源點為止，將所有所搜索的最小故障區按照潮流走向依次排序形成最小故障區Z_x的供電路徑；

不在Z_x的供電路徑上的最小故障區對Z_x中負荷點的故障影響折算到供電路徑上的最小故障區中；非供電路徑上的最小故障區視為供電路徑上最小故障區的下級區域，向上等值過程中分析下級區域對上級區域的故障影響情況，并計算出相應的向上等效參數，因此非供電路徑上的最小故障區對Z_x的故障影響情況直接調用向上等效參數計算即可。

2.根據權利要求1所述的基于網絡等值法的配電網可靠性評估方法，其特征在于：所述的等效參數計算，設Z_j的供電路徑由m+1個最小故障區依次串聯，按照非故障潮流走向依次記為Z_j1，Z_j2，Z_j3...Z_jm，Z_j，其中最小故障區Z_jk(k＝1，2，3...m)的向上等效節點編號的集合記為Φ(jk)，第s個向上等效節點的等效參數記為等效故障率λ_jkup[S]，等效次故障間γ_ejkup[S]，等效年故障時間U_jkup[S]，Z_jk的基本等效參數為最小故障區故障率λ_e[jk]，最小故障區平均時間U_e[jk]；根節點編號為r[jk]，根節點可靠性參數為λ_r[jk]；

若Z_j為Z_jk的父區域，則Z_jk與Z_j通過Z_j的根節點相連，Z_j根節點為分段開關；分段開關發生故障時，與Z_jk同為故障停運區，不論是否有聯絡線，Z_jk負荷不能轉移，但除分段開關外Z_j中其他元件故障，Z_jk中的負荷在有聯絡線的情況下負荷轉移；

Z_j故障后根據負荷轉移路徑分析，確定Z_jk負荷點的類型：

若Z_j在負荷轉移路徑上，則：

若Z_j不在負荷轉移路徑上，則：

當Z_j為Z_jk的下級區域但非子區域，Z_j和Z_jk在結構上不相連，在有聯絡線、且滿足N-1校驗的條件下Z_jk中任何元件故障，Z_j均可進行負荷轉移；

按照以上計算公式計算出所有上級區域對Z_j的故障影響情況，得到Z_j的等效電源點的等效參數，計算公式如下：

其中，向上等效節點的等效參數記為等效故障率λ_jkup[S]，等效次故障時間γ_ejkup[S]，等效年故障時間U_jkup[S]，Z_jk的基本等效參數為最小故障區故障率λ_e[jk]，最小故障區平均時間U_e[jk]，根節點編號為r[jk]，根節點可靠性參數為λ_r[jk]。