基于配電系統可靠性評估方法與應用研究

潘基靈

【摘 要】配電系統將在電力系統和用戶的連接和分配給電力能源，包括配電變電站，高低壓配電線路，饋線等網絡和設備的用戶和供應商。配電系統作為直接連接到用戶的直接影響用戶的正常供電，在安全、可靠和經濟的供電中起著重要的作用。隨著社會的發展和經濟結構的調整，信息產業已成為越來越多的行業特有的電力供應，對供電可靠性的要求越來越高。

【關鍵詞】配電系統；靠性評估方法；應用

0 引言

隨著電力市場的開放，電力系統規劃和運行變得越來越復雜，電力系統的可靠性變得非常困難。電力系統可靠性評估的一個全面的、系統的、定量的方法。發展配電系統可靠性分析工具是非常重要的。

1 配電系統可靠性評估研究現狀

隨著我國社會經濟的快速發展，電力用戶的可靠性要求越來越高。長期以來，電力系統的可靠性主要集中于發電系統的可靠性和電力系統的可靠性。相比之下，配電系統的可靠性遠未受到重視。其主要原因是設備和配電系統的發電系統相對集中，設備的投資大，建設周期長，發電能力的停電造成的電力故障嚴重和廣泛的社會影響，更容易引起人們的關注。但是隨著經濟技術的發展，人們的生活質量也在不斷提高，供電可靠性也越來越高。同時，區域分布網絡正變得越來越完善。

配電系統是電力系統的一個重要環節，它是電力系統與電力供應、電力供應與分配的重要環節。由于電力生產，供應和使用的特點，同時，一旦配電系統設備故障或維護，它會導致系統的電力用戶停電。絕大多數配電系統采取環設計，開環成一個徑向運行模式，單一故障是比較敏感的，所以故障率也較高。據不完全統計，超過80%的電力用戶故障是由電力系統故障造成的。隨著電力體制改革的進行，電力分配系統的故障造成的經濟損失以及對社會的影響將成為電力價格的一個重要因素。配電系統可靠性研究是保證供電質量，提高電力工業現代化水平的重要手段。提高和完善電力行業生產技術和管理水平，提高經濟效益和社會效益，促進城市電網建設和改造，具有重要的指導作用。因此，配電系統的可靠性對整個電力系統的可靠性研究起著重要的作用。

2 配電網可靠性價值評估的理論基礎

現代公共工程成本—效益分析理論的起源，最早可追溯到1844年法國工程師Jules.Dupuit發表的論文《公共工程項目效用的測算》。1920年，英國人A. C. Pigou出版了《福利經濟學》一書，將邊際分析方法應用到了成本—效益分析中，奠定了成本—效益分析方法的理論基礎。

可靠性成本—效益分析可用A. C. Pigou的邊際分析方法來說明。定義可靠性邊際成本為增加一個單位可靠性水平而需增加的投資成本；定義可靠性邊際效益為因增加了一個單位可靠性水平而獲得的效益（亦即因此減少的停電成本）。

在圖1所示的可靠性成本—效益分析曲線中，MC代表可靠性邊際成本曲線；MB代表可靠性邊際效益曲線；TC為邊際供電總成本曲線。

當滿足式（3）時，可靠性邊際成本等于可靠性邊際效益，即圖1中的曲線MC與MB相交點，此時凈效益最大，所對應的R m是最合理的供電系統可靠性水平。式（3）就是供電企業配電網改造的可靠性優化準則。

3 系統可靠性綜合評估應用的實現

狀態抽樣：ls-epras利用蒙特卡羅仿真進行電網可靠性的綜合評估，在進行電網充裕度和穩定度評估之前，要對系統狀態空間進行抽樣，形成仿真樣本，通過大量的確定性計算統計各種可靠性指標。

網絡連通性評估。當系統中的開關（開或閉）時，原有的拓撲結構會發生變化，并快速、有效地根據網絡的變化進行靜態安全評估是一項至關重要的任務。將網絡連通性評價應用于系統的網絡拓撲分析，并從系統的概率的角度來尋找切割點和橋，計算出各總線的概率成橋和各支路成橋。地面功率流計算是可靠性綜合評價的基礎。系統的流量計算在靜態等值的基礎上，給出了系統（內部）系統運行狀態信息，并考慮系統中可能出現的各種干擾（發電機、輸電線路斷開、輸出負載調節、分接開關調節等）。

電網故障風險評估對系統各元件可能發生的各種故障（包括復故障）進行抽樣計算，用于指導電力系統結構設計、電氣一次二次設備的選擇。

靜態安全風險評估是基于靜態安全評估風險的不確定因素，對電力系統運行中的操作風險進行定量評估的損失所造成的損失。

最優潮流風險評估。在最優潮流的基礎上，考慮了負載的隨機效應和傳輸設備故障對最優潮流的影響。同時，通過合理調整變壓器分接頭、開關電容、發電機無功功率，系統電壓保持在最合理的水平，系統傳輸損耗盡可能小，避免了不合理的無功傳輸。所有的任務都必須確保系統中所有組件的操作不會發生更多的限制。在這個系統中，有功和無功的交叉近似算法是用來計算的主動近似模型，它可以用來計算在2至5的快速分解方法的最佳功率流。

4 結語

隨著電力市場的發展，電力系統可靠性經濟學在配電網改造中的應用，將得到越來越廣泛的應用。在實際工程應用中，可以根據可靠性評估的計算方法和可靠性優化軟件包的開發，為提高供電可靠性的可靠性提供科學依據。充分體現了實用化、大眾化的特點，處于國內領先水平，且便于在各級配電供電企業中推廣使用。

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[責任編輯：湯靜]