基于模糊故障樹的配電網可靠性分析

摘 要：針對傳統蒙特洛仿真方法在配電系統可靠性評估中存在的缺陷，提出模糊故障樹的配電網可靠性算法。建立數學模型對某配電網進行評估，確認算法的有效性。

關健詞：配電網 電力系統 可靠性

中圖分類號：TM64文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-01

配電系統一般來說在電力系統中處于最末端，直接與用戶聯系，主要包含配電站、饋電線路、斷路器、隔離開關等設備，因此配電系統的可靠性評估不僅關系到配網規劃的優劣對比而且關系到電力系統的供電能力和電能質量。隨著大量分布式發電技術使用和特殊用戶的接入系統，新型的供電方式加入到電力系統日益廣泛。各種類型的分布式電源和非線性大量接入配電網，使得配電系統結構發生了巨大的改變，對配電系統的運行產生了重大影響。應用模糊故障樹數學方法建立由大量不確定因素組成的結構層次清晰明了的配電系網具有直觀表達的優勢，通過計算配電系統可靠性指標，從而對配電系統進行整體綜合評價。

1 配電系統可靠性指標

1.1 系統平均停電頻率指標

每個由配電系統供電的使用用戶在單位時間內的平均停電次數，以用戶的停電次數與系統所供電的總用戶數之比來表示，即：

1.2 系統平均供電可用率指標

1年內使用用戶不停電的時間總數與使用用戶需求供電的時間總數之比，即：

時間。

1.3 系統平均停電持續時間指標

每個由配電系統供電的使用用戶在1年內的平均停電持續時間為：

1.4 用戶平均停電持續時間指標

1年內被停電使用用戶的平均停電持續時間為：

1.5 總電量不足

配電系統在1年中因停電而造成的使用用戶總電量損失為：

2 影響配電網可靠性因素

2.1 內部因素

（1）線路：線路因素包含線路非全相運行、倒桿、瓷瓶閃絡、線路接地、單相或多相、短路。

（2）配變：配電變壓器主要故障主要有鐵芯局部短路或燒毀，變壓器絕緣損壞；配變套管對地擊穿或放電；變壓器分接開關觸頭放電或灼傷；變壓器線圈間短路、對地擊穿放電、斷線。

（3）斷路器、分段開關：開斷關合類故障、操作機械性能差、絕緣性能差。

（4）電網組成：網架結構滿足不了安全標準，不能可靠、快速地切除故障，保持系統穩定；當突然失去任一元件（線路或變壓器）時，電力負荷轉移、轉供的能力差；線路間互聯能力差。電源供電能力：電源不能滿足負荷要求，負荷過大時需要切負荷。

2.2 外部因素

（1）氣候因素：系統發生故障的概率在惡略氣候下要比有利氣候下高，氣候因素中對配電網供電可靠性影響是大風、雨雪天氣，但最主要的是雷害事故。

（2）檢修因素：作業停頓時間與復雜程度，這些都與技術有關。檢修計劃是否合理；檢修人員技術能力；檢修人員與調度人員、運方人員配合是否默契。

3 配電系統評估建模步驟

本文應用模糊故障樹建樹步驟如圖1所示。

模糊綜合評價包含六個基本要素：（1）評價因素論域R.R代表模糊綜合評價體系中各評價分子指標所組成的要素集合；（2）評價等級域U。U代表綜合評價體系中所選評語所構成的集合，實質功能起到是對被評價物體變化區間的劃分原則；（3）模糊關系矩陣X。X是對單個因素評價的結果，即單個因素的模糊向量集，模糊綜合評價體系所綜合的各對象組合就是矩陣X；（4）評價指標權向量S。S代表綜合評價體系內各個評價的子指標在被評價物體所占的重要程度，它在物體綜合評價中用來對矩陣因素X作加權處理；（5）合成算子。合成算子合成X和S所使用的綜合計算方法；（6）評價結果量B，它是對每個被評價對象綜合狀況分等級的程度描述。

4 配電系統可靠性算例分析

以臺州某10kV配電系統為實際算例，檢驗算法的有效性。臺州某10kV配電網主線路有工業負荷6個、商業負荷1個、居民負荷11個；支路1有工業負荷3個商業負荷2個、居民負荷5；支路2有工業負荷3個、商業負荷2個。

5 結語

本文從綜合分析配電網可靠性基本概念的角度切入，在對配電系統可靠性指標和選用配電系統可靠性評估的方法綜合分析的基礎上，比較后采用模糊故障樹法建立系統可靠性評估元件數學模型。然后在研究組成配電系統設備內部故障及外部故障所服從的數學概率分布基礎上，最后計算出配電網可靠性的實際指標，根據所得到的指標對配電系統可靠性進行

分析。

參考文獻

[1]陳亮.中低壓配電網的自動化系統[J].中國現代教育裝備，2008（6）.

[2]徐丙垠.配電自動化遠方終端技術[J].電力系統自動化，1999（5）.

[3]國家電網公司配電網管理規范.2009.