基于模糊故障樹的配電網(wǎng)可靠性分析

摘 要：針對傳統(tǒng)蒙特洛仿真方法在配電系統(tǒng)可靠性評估中存在的缺陷，提出模糊故障樹的配電網(wǎng)可靠性算法。建立數(shù)學(xué)模型對某配電網(wǎng)進(jìn)行評估，確認(rèn)算法的有效性。

關(guān)健詞：配電網(wǎng) 電力系統(tǒng) 可靠性

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

配電系統(tǒng)一般來說在電力系統(tǒng)中處于最末端，直接與用戶聯(lián)系，主要包含配電站、饋電線路、斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備，因此配電系統(tǒng)的可靠性評估不僅關(guān)系到配網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)劣對比而且關(guān)系到電力系統(tǒng)的供電能力和電能質(zhì)量。隨著大量分布式發(fā)電技術(shù)使用和特殊用戶的接入系統(tǒng)，新型的供電方式加入到電力系統(tǒng)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(wǎng)，使得配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的改變，對配電系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生了重大影響。應(yīng)用模糊故障樹數(shù)學(xué)方法建立由大量不確定因素組成的結(jié)構(gòu)層次清晰明了的配電系網(wǎng)具有直觀表達(dá)的優(yōu)勢，通過計(jì)算配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，從而對配電系統(tǒng)進(jìn)行整體綜合評價(jià)。

1 配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)

1.1 系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)

每個(gè)由配電系統(tǒng)供電的使用用戶在單位時(shí)間內(nèi)的平均停電次數(shù)，以用戶的停電次數(shù)與系統(tǒng)所供電的總用戶數(shù)之比來表示，即：

1.2 系統(tǒng)平均供電可用率指標(biāo)

1年內(nèi)使用用戶不停電的時(shí)間總數(shù)與使用用戶需求供電的時(shí)間總數(shù)之比，即：

時(shí)間。

1.3 系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)

每個(gè)由配電系統(tǒng)供電的使用用戶在1年內(nèi)的平均停電持續(xù)時(shí)間為：

1.4 用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)

1年內(nèi)被停電使用用戶的平均停電持續(xù)時(shí)間為：

1.5 總電量不足

配電系統(tǒng)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(wǎng)可靠性因素

2.1 內(nèi)部因素

（1）線路：線路因素包含線路非全相運(yùn)行、倒桿、瓷瓶閃絡(luò)、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?fù)舸┗蚍烹姡蛔儔浩鞣纸娱_關(guān)觸頭放電或灼傷；變壓器線圈間短路、對地?fù)舸┓烹姟嗑€。

（3）斷路器、分段開關(guān)：開斷關(guān)合類故障、操作機(jī)械性能差、絕緣性能差。

（4）電網(wǎng)組成：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)滿足不了安全標(biāo)準(zhǔn)，不能可靠、快速地切除故障，保持系統(tǒng)穩(wěn)定；當(dāng)突然失去任一元件（線路或變壓器）時(shí)，電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)供的能力差；線路間互聯(lián)能力差。電源供電能力：電源不能滿足負(fù)荷要求，負(fù)荷過大時(shí)需要切負(fù)荷。

2.2 外部因素

（1）氣候因素：系統(tǒng)發(fā)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(wǎng)供電可靠性影響是大風(fēng)、雨雪天氣，但最主要的是雷害事故。

（2）檢修因素：作業(yè)停頓時(shí)間與復(fù)雜程度，這些都與技術(shù)有關(guān)。檢修計(jì)劃是否合理；檢修人員技術(shù)能力；檢修人員與調(diào)度人員、運(yùn)方人員配合是否默契。

3 配電系統(tǒng)評估建模步驟

本文應(yīng)用模糊故障樹建樹步驟如圖1所示。

模糊綜合評價(jià)包含六個(gè)基本要素：（1）評價(jià)因素論域R.R代表模糊綜合評價(jià)體系中各評價(jià)分子指標(biāo)所組成的要素集合；（2）評價(jià)等級域U。U代表綜合評價(jià)體系中所選評語所構(gòu)成的集合，實(shí)質(zhì)功能起到是對被評價(jià)物體變化區(qū)間的劃分原則；（3）模糊關(guān)系矩陣X。X是對單個(gè)因素評價(jià)的結(jié)果，即單個(gè)因素的模糊向量集，模糊綜合評價(jià)體系所綜合的各對象組合就是矩陣X；（4）評價(jià)指標(biāo)權(quán)向量S。S代表綜合評價(jià)體系內(nèi)各個(gè)評價(jià)的子指標(biāo)在被評價(jià)物體所占的重要程度，它在物體綜合評價(jià)中用來對矩陣因素X作加權(quán)處理；（5）合成算子。合成算子合成X和S所使用的綜合計(jì)算方法；（6）評價(jià)結(jié)果量B，它是對每個(gè)被評價(jià)對象綜合狀況分等級的程度描述。

4 配電系統(tǒng)可靠性算例分析

以臺州某10kV配電系統(tǒng)為實(shí)際算例，檢驗(yàn)算法的有效性。臺州某10kV配電網(wǎng)主線路有工業(yè)負(fù)荷6個(gè)、商業(yè)負(fù)荷1個(gè)、居民負(fù)荷11個(gè)；支路1有工業(yè)負(fù)荷3個(gè)商業(yè)負(fù)荷2個(gè)、居民負(fù)荷5；支路2有工業(yè)負(fù)荷3個(gè)、商業(yè)負(fù)荷2個(gè)。

5 結(jié)語

本文從綜合分析配電網(wǎng)可靠性基本概念的角度切入，在對配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)和選用配電系統(tǒng)可靠性評估的方法綜合分析的基礎(chǔ)上，比較后采用模糊故障樹法建立系統(tǒng)可靠性評估元件數(shù)學(xué)模型。然后在研究組成配電系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部故障及外部故障所服從的數(shù)學(xué)概率分布基礎(chǔ)上，最后計(jì)算出配電網(wǎng)可靠性的實(shí)際指標(biāo)，根據(jù)所得到的指標(biāo)對配電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行

分析。

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