配電網(wǎng)可靠性分析綜述

貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院 陳翌斕 孫宏偉

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配電網(wǎng)可靠性分析綜述

貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院 陳翌斕 孫宏偉

【摘要】隨著配電網(wǎng)不斷發(fā)展，配電網(wǎng)的可靠性分析也逐漸引起了廣大學(xué)者的重視。本文簡(jiǎn)要介紹了配電網(wǎng)可靠性分析的一般原理以及常用的方法和指標(biāo)，對(duì)今后的研究方向進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；可靠性

0 引言

在傳統(tǒng)意義上的電力系統(tǒng)，可靠性的研究一般分為針對(duì)發(fā)電和輸電兩部分，而配電部分的可靠性卻沒有被引起足夠的重視，主要原因是前者占有電力系統(tǒng)總投資的主要部分，并且一旦發(fā)生故障將會(huì)產(chǎn)生對(duì)社會(huì)的影響極其嚴(yán)重。但是，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，區(qū)域配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善，人們對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性的研究也逐漸深入廣泛。據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前超過八成的停電事故是由于配電系統(tǒng)的各類意外事故造成的，因此，配電系統(tǒng)可靠性研究在整個(gè)電力系統(tǒng)可靠性研究中的地位越來越重要。

1 原理

一般的可靠性分析都是通過利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，在分析元件的基本參數(shù)的前提條件下，收集并整理大量的原始數(shù)據(jù)，搭建最為合適的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行分析，最后選取相關(guān)的數(shù)學(xué)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估。而配電系統(tǒng)的可靠性分析的基礎(chǔ)是對(duì)元件的可靠性分析，通過選用相關(guān)的數(shù)學(xué)公式可以將復(fù)雜多變的原件狀態(tài)進(jìn)行描述，常見的數(shù)學(xué)分布類型有二項(xiàng)分布、泊松分布、指數(shù)分布等，實(shí)際應(yīng)用起來則更為復(fù)雜困難。

2 方法

由于在配電網(wǎng)可靠性分析中概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)被頻繁應(yīng)用，故由此衍生出來的評(píng)估方法主要有解析法、模擬法、混合法等方法。

解析法主要是根據(jù)系統(tǒng)元件之間的功能關(guān)系搭建可靠性模型，綜合所有故障狀態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行分析，最終得到相關(guān)的可靠性指標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)是概念清晰、模型精度高。其缺點(diǎn)是當(dāng)應(yīng)用于較大系統(tǒng)時(shí)，由于需要對(duì)所有故障狀態(tài)一一列舉分析，實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜困難。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，可以根據(jù)不同的實(shí)際情況，對(duì)原始解析法做相應(yīng)的改進(jìn)，從而達(dá)到減少工作量的目的。形成的新方法主要有最小割集法、最小路集法、狀態(tài)空間截?cái)喾?、網(wǎng)絡(luò)等值法等，其原理這里不做贅述。

模擬法也可以稱為蒙特卡洛法，其原理是通過隨機(jī)抽樣賦予系統(tǒng)各個(gè)元件隨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，在運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)等方法計(jì)算出所需要的可靠性指標(biāo)。該方法相的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)于解析法更加易于實(shí)現(xiàn)，可多應(yīng)用于較復(fù)雜系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是計(jì)算收斂速度慢，誤差較大。

混合法的中心思想是首先利用蒙特卡羅法模擬系統(tǒng)各個(gè)元件的隨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，然后利用解析法計(jì)算得到各個(gè)狀態(tài)的平均持續(xù)時(shí)間，代替了原先需要的對(duì)狀態(tài)時(shí)間的抽樣。此做法可以在減少解析法的運(yùn)算量的同時(shí)，減少了蒙特卡羅法的迭代收斂時(shí)間。

3 指標(biāo)

配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)根據(jù)針對(duì)的對(duì)象的不同，主要可以分為兩大類：負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)（即用戶側(cè)可靠性指標(biāo)）和系統(tǒng)側(cè)可靠性指標(biāo)。

負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)衡量的是在整個(gè)系統(tǒng)中每個(gè)個(gè)體的可靠性水平，他是根據(jù)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)得出的期望概率值。其主要分為平均故障率、年平均停運(yùn)時(shí)間和平均停運(yùn)持續(xù)時(shí)間這個(gè)三個(gè)指標(biāo)。

系統(tǒng)側(cè)可靠性指標(biāo)是在完成負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)計(jì)算后得到的綜合水平，所以可以說負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)是系統(tǒng)側(cè)可靠性指標(biāo)的基礎(chǔ)。我國(guó)常用的配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)有用戶平均停電時(shí)間、用戶平均停電次數(shù)、故障停電平均持續(xù)時(shí)間、供電可用率等。

4 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的可靠性評(píng)估的基本原理、方法和指標(biāo)，在今后的實(shí)際應(yīng)用中，隨著微網(wǎng)的不斷發(fā)展，含微網(wǎng)的配電網(wǎng)可靠性分析的一系列問題如分布式電源的大量引入對(duì)饋線容量帶來的挑戰(zhàn)、微網(wǎng)與輸配網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃、孤島運(yùn)行的影響等問題將會(huì)是配電網(wǎng)可靠性研究的重要方向。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

陳翌斕（1991－），女，湖南益陽(yáng)人，碩士研究生在讀，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。