地區電網可靠性評估方法研究

摘 要： 地區電網是直接與電力用戶連接的一級電網，研究和評估地區電網的供電可靠性已成為一項重要的課題。為了實現評估地區電網可靠性的目的，采用簡化等值的思路將地區電網簡化等效為支路和結點組成的網絡，并以修正的最小路算法對地區電網的可靠性指標進行評估計算。通過對某地區電網為例進行計算分析，驗證了該方法能夠有效地對地區電網進行可靠性評估。

關鍵詞： 地區電網； 可靠性評估； 最小路算法； RBTS2

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0162?03

地區電網是直接與電力用戶連接的一級電網，隨著電力用戶對供電可靠性要求的不斷提高，研究和評估地區電網的供電可靠性已成為一項重要的課題。地區電網主要由變電站和電力線路組成[1]，要評估地區電網的供電可靠性，可以先對地區電網的變電站電氣主接線、斷路器和隔離開關進行可靠性評估，將變電站等效為地區電網的一個部件。在等效的基礎上運用網絡等值的思想，將地區電網簡化成由結點和支路組成的網絡，進而在該網絡中求出各負荷點的可靠性指標以及全網的可靠性指標。

1 地區電網可靠性指標

2 地區電網可靠性評估方法

2.1 最小路

2.2 最小路的求法

搜索法是尋求最小路的基本方法，即從網絡的某個結點開始，按照一定的搜索規則對圖中的所有結點做一次訪問，然后根據訪問結果找出圖的全部最小路。網絡結構圖的搜索是形成拓撲結構的理論基礎，常見有兩種搜索方法：深度優先搜索法和廣度優先搜索法[9]。

（1）深度優先搜索。深度優先搜索（DFS）是一個遞歸過程。假設圖中各結點在初始狀態均未被訪問過，則深度優先搜索從圖中某個結點n1出發開始向下搜索，直至沒有鄰結點為止，然后搜索過程回溯到上一層結點再向下搜索新的鄰結點，直到圖中與n1有路徑相通的所有結點都被訪問一次。

本文采用基于改進DFS的最小路法求取地區電網簡化網絡的最小路集。改進DFS的最小路法與上述方法方向相反，是由負荷點向上搜索至電源點，而且不搜索分支結構。該方法主要有以下特點：

（1）配電系統大多采用閉環設計方案，開環運行方式，在一般運行狀態下呈輻射狀結構。用改進的深度優先搜索算法從負荷點往上回溯到電源點，搜索出來的路徑正好是從負荷點到電源點的最小路。

（2）DFS算法是圖論中較為成熟的算法，只需把每次搜索到支路的末節點作為下一次搜索的首節點即可，程序實現較為容易。

（3）一般認為，深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）比較，在搜索中有回溯的過程，有些節點會被重復搜索多次，使得搜索效率較低。在本文中采用修正的最小路算法，使得搜索由負荷點開始向上搜索至電源點，避免了搜索復雜的分支結構，提高了搜索效率。

2.3 變電站電氣主接線系統的處理

進行地區電網可靠性評估時，為簡化電網的結構，可以將變電站電氣主接線、斷路器和隔離開關分別等效為一個元件。這樣在進行編程時可以增加相應的數據，用來表示變電站電氣主接線的接線類型，并在程序的初始化階段對所有支路進行搜索，應用可靠性串聯公式將變電站電氣主接線、斷路器和隔離開關的可靠性數據合并到支路的數據中[10]。這樣處理后就將地區電網簡化成為一個支路和結點組成的網絡。

2.4 程序流程圖

3 算 例

4 結 語

針對地區電網的具體情況，本文應用網絡等值的思想，提出了運用基于最小割集與基于最小路相結合的算法對地區電網可靠性進行評估。首先定量分析計算變電站電氣主接線的可靠性，將變電站電氣主接線等效為系統中的一個元件，將地區電網進行網絡簡化，然后采用基于最小路可靠性算法對地區電網簡化網路可靠性進行整體評估。

根據上述算法對算例進行分析計算，得出可靠性評估結果。通過結果比較，驗證了該算法可以有效的對地區電網可靠性進行評估。

參考文獻

[1] 陳軒，蔣申晨.地區電網運行評價指標體系及評價方法研究[J].華東電力，2011（10）：1592?1595.

[2] 陳文高.配電系統可靠性實用基礎[M].北京：中國電力出版社，1998.

[3] 高逸峰，張九根，徐靚.變電所電氣主接線可靠性分析[J].建筑電氣，2007，11（4）：9?13.

[4] 郭永基.電力系統可靠性分析[M].北京：清華大學出版社，2003.

[5] 楊蒔百.電力系統可靠性分析原理和方法[M].北京：中國水利電力出版社，1991.

[6] 梅念.基于圖論的電網拓撲快速形成與局部修正新方法[J].電網技術，2008（6）：35?39.

[7] 呂昊，付立軍，葉志浩，等.幾種電力網絡圖的連通路徑拓撲算法研究[J].電力系統保護與控制，2009（21）：82?85.

[8] 于豐，薛明.基于CIM的電力系統圖形平臺研究[J].江蘇電機工程，2010（6）：39?41.

[9] 嚴蔚敏，伍為民.數據結構[M].北京：清華大學出版社，1997.

[10] 祁彥鵬.配電系統可靠性分析的最小割集網絡等值法[J].電力系統及其自動化學報，2011（2）：98?104.

[11] ALLAN R N， BILLINTON R， SJARIEF I， et al. A reliability test system for educational purposes?basic distribution system data and results [J]. IEEE Transactions on Power Systems， 1991， 6（2）： 813?820.