交直流配電網(wǎng)的可靠性對(duì)比

【摘 要】配電網(wǎng)在配輸送電的過(guò)程中，在什么樣的范圍內(nèi)能夠滿足用戶對(duì)電能的需求，就是判斷配電網(wǎng)可不可靠的依據(jù)。采用交流電網(wǎng)的方式進(jìn)行配電，還是采用直流電網(wǎng)為用戶配電。只要是能夠?yàn)橛脩籼峁┡潆娋W(wǎng)穩(wěn)定，電能能夠滿足滿足用戶需求，就是用戶對(duì)配電網(wǎng)可靠度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)去，已經(jīng)有前人研究出了可信度比較高的配電網(wǎng)配電方式，最開(kāi)始是對(duì)中壓柔性的直流式配電網(wǎng)進(jìn)行了是否能夠滿足配電用戶對(duì)電能需求和要求方面的深入了解。組建出直流電配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換器件的實(shí)驗(yàn)器件。研究負(fù)載和電源在直流配電網(wǎng)中發(fā)揮的作用。對(duì)電路做分割處理后，讓電路能夠適應(yīng)直流或者交流配電網(wǎng)的工作環(huán)境，最后得出配電網(wǎng)可靠性的結(jié)論。從當(dāng)前用戶使用情況反映與多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，當(dāng)下的交流配電網(wǎng)更加能夠滿足用戶對(duì)電能的要求以及需求。與此同時(shí)，直流配電網(wǎng)在生產(chǎn)與生活中的運(yùn)用率不斷提高，所以，直流配電網(wǎng)的可靠性也將與日劇增，只是配電的最終結(jié)果還存在著局限性。不過(guò)，歷史的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，直流配電網(wǎng)的應(yīng)用前景比交變配電網(wǎng)更為可觀。

【關(guān)鍵詞】柔性直流器件；最小割集法；可靠性指數(shù)

1.關(guān)于配電網(wǎng)的電流方式的選擇運(yùn)用

對(duì)于不同配電要求的城市，對(duì)交流電配電網(wǎng)方式的選擇也是多種多樣的。設(shè)計(jì)中采用環(huán)繞式網(wǎng)絡(luò)，就是將環(huán)繞式網(wǎng)絡(luò)開(kāi)啟后呈現(xiàn)一環(huán)節(jié)一環(huán)的的結(jié)構(gòu)模式的配電網(wǎng)絡(luò)，是目前最常見(jiàn)的交變配電網(wǎng)模式。這種交流配電網(wǎng)的模式具有很高的電路構(gòu)造復(fù)雜性。電路中從電壓分布的等級(jí)設(shè)置，到控制線路的類(lèi)型組成，都不是以單一形式存在的。一個(gè)交變配電網(wǎng)絡(luò)電路中，不同類(lèi)型的控制線路之間，可能還設(shè)計(jì)有特別的器件，保障線路工作的安全性。

與交流配電網(wǎng)相比，相同模式下的直流配電網(wǎng)在內(nèi)部線路電壓等級(jí)設(shè)定上就顯得沒(méi)有那么復(fù)雜，線路類(lèi)型上也頗為簡(jiǎn)單。但是，如果在電壓在中級(jí)或以下的條件下工作，直流配電網(wǎng)與交流配電網(wǎng)的部分性能方面大相徑庭。換句話說(shuō)，柔性交流配電網(wǎng)的電路，只需要在電路的對(duì)應(yīng)位置連接上交直電流的轉(zhuǎn)換器件，這樣輕微的改動(dòng)，就能得到直流配電網(wǎng)電路。

2.對(duì)配電網(wǎng)的可靠性的判斷方法

由于技術(shù)運(yùn)用的廣泛性與技術(shù)運(yùn)用時(shí)間的長(zhǎng)的因素，交流配電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法的成果趨于純屬，但在直流配電網(wǎng)方面的評(píng)估方法的研究上就顯得落后。本文將采用最小割集法的思想，對(duì)交流配電網(wǎng)常用的類(lèi)型運(yùn)用到直流配電網(wǎng)中，分析其可靠性。

2.1最小分割法

一個(gè)配電網(wǎng)的電路是一個(gè)復(fù)雜構(gòu)造的電路，電路中的負(fù)載元件可能與電源有多條路徑的連接關(guān)系?，F(xiàn)在我們通過(guò)移除電路中的元件，是負(fù)載元件在電路中斷路。任意的將一個(gè)元件使電路通路的元件看作是一個(gè)集合，這個(gè)集合就可以視為該負(fù)載元件的最小割集。集合內(nèi)元素的個(gè)數(shù)稱為集合的階數(shù)。

利用最小分割法的中心思想，就可以化繁為宜，把多電源、多器件的繁瑣電路，化解為基本的電路形式，有助于電路的分析。

2.2電路當(dāng)中的直流負(fù)載元件

城市配電網(wǎng)用戶使用的直流負(fù)載元件的數(shù)量會(huì)對(duì)配電網(wǎng)可靠性帶來(lái)影響。這樣的負(fù)載器件數(shù)量越多，給配電網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的影響越不能小覷。因?yàn)樵谠械呐潆娋W(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中有對(duì)負(fù)載所通電流的類(lèi)型的有相應(yīng)的通道分配電流。這樣就很容易算出交、直流配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性指數(shù)。另外，在相關(guān)指標(biāo)保持不變的情況下，負(fù)載在不同的配電網(wǎng)條件下工作，可以通過(guò)公式對(duì)負(fù)載的可靠性指數(shù)進(jìn)行折算。

2.3分布式電源測(cè)可靠性指數(shù)

采用分布式電網(wǎng)接入直流配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電，可以確實(shí)有效的提升配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性。將配電網(wǎng)中的小壓值母線進(jìn)行分布式電源為電路建設(shè)，這些母線就可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)與孤網(wǎng)配電方式的自由轉(zhuǎn)換。如果供電線路中的主線出現(xiàn)問(wèn)題，母線就能把電路網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)的模式，用分布式電源對(duì)負(fù)載元件提供工作所需電能，保證電路工作正常。另外，還可以保持分布式電源連接的情況下，斷開(kāi)電路主線與配電網(wǎng)的連接，這樣，為電路中的負(fù)載就能夠正常持續(xù)工作而不受影響。

通過(guò)對(duì)為電路中負(fù)載元件的可靠性指數(shù)計(jì)算可以得出，分布式電源在降低了為電路里負(fù)載元件的出錯(cuò)概率，同時(shí)讓電路中供電恢復(fù)的時(shí)間得到控制，并且不影響為孤電網(wǎng)外的器件可靠性。

3.兩種配電網(wǎng)的對(duì)比分析結(jié)果

兩種配電網(wǎng)的對(duì)比結(jié)果，可以根據(jù)對(duì)負(fù)載元件在電路中工作計(jì)算出的可靠性指數(shù)進(jìn)行對(duì)比，就可以得出交流配電網(wǎng)與直流配電網(wǎng)可靠性判斷。單純的指數(shù)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在實(shí)際電路工作中，通斷電路器件的設(shè)置，不但對(duì)電路有保護(hù)作用，同時(shí)也對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性指數(shù)造成影響。同樣地，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的電流類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器件也會(huì)讓可靠性指數(shù)受到影響。

隨著元件在電路中工作時(shí)間的增加，特別是柔性直流電路負(fù)載元件，其故障率會(huì)升高。元件在工作，就會(huì)有損壞，不過(guò)元件還有一定的修復(fù)能力，在元件修復(fù)到自身最佳狀態(tài)的過(guò)程需要時(shí)間，這個(gè)時(shí)間中，可靠性指數(shù)會(huì)受到影響。

綜上所述，提高直流配電網(wǎng)的可靠性指數(shù)是有法可循的。加深對(duì)直流配電網(wǎng)絡(luò)的研究、開(kāi)發(fā)性能強(qiáng)的轉(zhuǎn)換、中斷器件，不僅，可以提高可靠性指數(shù)，還能夠在保護(hù)電路的基礎(chǔ)上做到了關(guān)注用戶用電安全。

4.小結(jié)

不同的城市對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的選用是不同的，目前對(duì)交流配電網(wǎng)絡(luò)的選用占主導(dǎo)，但我們不可以忽視對(duì)直流配電網(wǎng)絡(luò)的研究。因?yàn)椋脩舻挠秒娫O(shè)備中，直流供電設(shè)備的數(shù)量在增加，提高直流配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性，將滿足用戶的用電需求。

采用電路分析的方法，對(duì)電路中的負(fù)載元件進(jìn)行可靠性指數(shù)的計(jì)算，是得出提高直流配電網(wǎng)可靠性方法的核心。對(duì)交流配電網(wǎng)絡(luò)在保證可靠性指數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)直流配電網(wǎng)進(jìn)行改造的方法，可以很簡(jiǎn)單，但是改造需要的轉(zhuǎn)換、熔斷器件的性能必須做出高度的保證。

最后，電路配電網(wǎng)路的可靠性對(duì)比結(jié)果，不僅僅是配電網(wǎng)絡(luò)選擇的依據(jù)，同時(shí)也是用戶電路安全的保障。所以對(duì)交直配電網(wǎng)可靠性對(duì)比的研究應(yīng)該持之以恒，這樣才能無(wú)時(shí)無(wú)刻保證電路安全與技術(shù)共進(jìn)步的時(shí)代要求。

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