一種輸配電一體化可靠性指標計算方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網供電可靠性技術領域，尤其是一種輸配電一體化可靠性指標計算 方法。
【背景技術】
[0002] 配電網從輸電網接受電能，通過配電設施就地分配或者按照電壓等級逐級分配給 用戶，而其有不同的電壓等級、負荷種類繁雜、供電方式和接線方式的特殊性都使得配電網 供電變得更加復雜。而目前對配電網供電可靠性的評估中，一般都沒有考慮輸電系統(tǒng)故障 對于配電網可靠性的影響，這顯然是不正確的；而輸電網由于沒有和用戶直接相連，對其可 靠性的分析并不能提供具體負荷點處的可靠性指標。這些都導致目前的電網可靠性指標評 估系統(tǒng)的不準確和不完整。
[0003] 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網逐漸演變成多環(huán)節(jié)綜合作用的復雜電力網絡，任何一 個環(huán)節(jié)發(fā)生故障，都有可能造成事故的擴大，引起大面積停電事故，造成重大損失。供電可 靠性不再只受配電系統(tǒng)的影響，輸電系統(tǒng)對其影響同樣很大，有必要建立基于輸配電一體 化的綜合可靠性指標，全面、更加準確地評估供電可靠性。
[0004]輸配電一體化系統(tǒng)的可靠性指標的建立，就是把輸、配電系統(tǒng)作為一個整體，考慮 其對用戶可靠性的影響，因而能夠更加真實的反映輸、配電系統(tǒng)對用戶供電的可靠程度。輸 配電一體化的可靠性指標就是在配電側進行可靠性計算時，同樣采用輸電側的可靠性指 標，使得輸配電的可靠性指標成為一個統(tǒng)一完整的指標，對于提高整個電網可靠性管理的 水平具有十分重要的意義。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明要解決上述現有技術的缺點，提供一種可對整個電網可靠性統(tǒng)一管理的輸 配電一體化可靠性指標計算方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案：這種輸配電一體化可靠性指標計算方 法，包括以下步驟：
[0007] (1)輸電設備可靠性建模:建立包括斷路器、變壓器、線路、母線在內的輸電設備可 靠性模型，此步分析系統(tǒng)可靠性的基礎；
[0008] (2)蒙特卡洛系統(tǒng)狀態(tài)抽取:從發(fā)電機、輸電線路、節(jié)點負荷這三類設備的概率分 布函數中抽取樣本，代表系統(tǒng)的狀態(tài)，再進行狀態(tài)估計，判斷是否解列，再根據運行狀態(tài)采 取消減負荷等措施排除系統(tǒng)故障；
[0009] (3)最大輸電能力(TTC)計算:基于蒙特卡洛法和靈敏度分析法，在狀態(tài)估計排除 系統(tǒng)故障后，計算TTC;對每次狀態(tài)估計的TTC結果進行統(tǒng)計，得到系統(tǒng)的TTC指標；
[0010] (4)輸電網負荷點可靠性指標:輸電網與配電網之間通過若干節(jié)點連接，輸電網中 的負荷節(jié)點可靠性指標需要以故障率和平均停運時間的形式傳達到下級電網；
[0011] (5)負荷-電源可靠性等值:根據輸電網末端的負荷節(jié)點是配電網的電源節(jié)點這一 特點，按照等值原則進行負荷-電源模型等值；
[0012] (6)系統(tǒng)可靠性指標計算：以負荷節(jié)點的年均負荷削減頻率和切負荷平均持續(xù)時 間作為輸配網間傳遞的可靠性指標，將電網可靠性指標賦予輸配電一體化新的內涵；
[0013] (7)系統(tǒng)可靠性指標修正輸出：將得到的輸配電一體化可靠性指標輸采用基于電 壓暫降的方法修正，考慮到了配電網不同負荷類型的影響，從而得到更加精確完善的指標。
[0014]本發(fā)明有益的效果是:本發(fā)明技術方案構建輸配電一體化可靠性指標模型，綜合 考慮輸電網和配電網可靠性指標，從電源指向負荷，全面量化輸電網的可靠性水平對配電 網可靠性的影響，可以找出系統(tǒng)薄弱點，形成一套完整的輸配電一體化可靠性評估體系，為 電網安全運行、規(guī)劃發(fā)展提供可靠的參考依據。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0016]圖2是電壓降落與狀態(tài)持續(xù)時間的關系圖；
[0017]圖3是本發(fā)明采用的算例輸電網結構圖；
[0018]圖4是本發(fā)明采用的算例配電網結構圖；
[0019]圖5是輸配電一體化可靠性指標計算結果；
[0020] 圖6是不考慮輸電網影響的配電網可靠性指標計算結果。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：
[0022] 如圖所示，這種輸配電一體化可靠性指標計算方法，包括以下步驟：
[0023] (1)輸電設備可靠性建模:建立包括斷路器、變壓器、線路、母線在內的輸電設備可 靠性模型，此步分析系統(tǒng)可靠性的基礎；
[0024] (2)蒙特卡洛系統(tǒng)狀態(tài)抽取:從發(fā)電機、輸電線路、節(jié)點負荷這三類設備的概率分 布函數中抽取樣本，代表系統(tǒng)的狀態(tài)，再進行狀態(tài)估計，判斷是否解列，再根據運行狀態(tài)采 取消減負荷等措施排除系統(tǒng)故障；
[0025] (3)最大輸電能力(TTC)計算:基于蒙特卡洛法和靈敏度分析法，在狀態(tài)估計排除 系統(tǒng)故障后，計算TTC;對每次狀態(tài)估計的TTC結果進行統(tǒng)計，得到系統(tǒng)的TTC指標；
[0026] (4)輸電網負荷點可靠性指標:輸電網與配電網之間通過若干節(jié)點連接，輸電網中 的負荷節(jié)點可靠性指標需要以故障率和平均停運時間的形式傳達到下級電網；
[0027] (5)負荷-電源可靠性等值:根據輸電網末端的負荷節(jié)點是配電網的電源節(jié)點這一 特點，按照等值原則進行負荷-電源模型等值；
[0028] (6)系統(tǒng)可靠性指標計算：以負荷節(jié)點的年均負荷削減頻率和切負荷平均持續(xù)時 間作為輸配網間傳遞的可靠性指標，將電網可靠性指標賦予輸配電一體化新的內涵。
[0029] (7)系統(tǒng)可靠性指標修正輸出：將得到的輸配電一體化可靠性指標輸采用基于電 壓暫降的方法修正，考慮到了配電網不同負荷類型的影響，從而得到更加精確完善的指標。
[0030] S1、開始
[0031]啟動一種輸配電一體化可靠性指標計算方法程序[0032] S2、輸電設備可靠性建模
[0033]輸電系統(tǒng)包括很多電氣設備:變壓器、線路、母線、斷路器等，這些設備特性不同， 對整個電力系統(tǒng)和對于配電網可靠性的影響也是不同的。分析各個電氣設備的故障引起的 后果，建立其可靠性模型是建立準確的輸配電一體化可靠性指標的基礎。
[0034] 1)變壓器及線路可靠性模型
[0035] 變壓器與線路是輸配電一體化系統(tǒng)中重要的電能輸電設備，設備的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)概率 模型是：
[0036]
⑴
[0037] 其中，Pn、Pm、Pr分別為變壓器或線路處于正常狀態(tài)、檢修狀態(tài)、恢復狀態(tài)的概率； Am、Ar分別為變壓器或線路的故障率;ym、yr分別為變壓器或線路的恢復率。
[0038] 2)母線可靠性模型
[0039] 母線在變電站中的作用是電能的匯集和分配，是聯(lián)系輸配電系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，所 以對于可靠性指標的建立有著重要作用。在所有的故障類型中，母線短路故障會引起多個 斷路器動作，甚至造成停電發(fā)生;發(fā)生故障時會采取倒閘操作倒負荷進行負荷轉移，所以母 線的可靠性模式考慮的狀態(tài)五種:母線短路故障狀態(tài)、倒閘暫時性故障狀態(tài)、檢修狀態(tài)、正 常狀態(tài)、恢復狀態(tài)。
[0040] 母線的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)概率模型為：
[0041] (2)
[0042] 其中，？^(?心上上分別為母線處于正常狀態(tài)、檢修狀態(tài)、恢復狀態(tài)、倒閘暫時故 障狀態(tài)、母線短路故障狀態(tài)的概率;1"4*、\^&為母線的故障率^^以^以^為母線恢復率， 為母線負荷轉移率。
[0043] 3)斷路器可靠性模型
[0044]斷路器的操作會改變系統(tǒng)的拓撲結構，對于輸配電一體化系統(tǒng)的運行狀態(tài)有著重 要作用。除了正常和檢修狀態(tài)外，斷路器故障狀態(tài)還可以分為一般性故障、活動性故障和擴 大性故障，后兩者都引起了其他設備故障，尤其是擴大性故障考慮到繼電保護動作的影響。
[0045]斷路器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)概率模型是：
[0046] Ο；)
[0047] 其中，？〃、？(^[^/1心分別為斷路器處于正常狀態(tài)、檢修狀態(tài)、一般性故障狀態(tài)、活 動性故障狀態(tài)、擴大性故障狀態(tài)的概率;1