淺談供配電系統可靠性分析策略

天津忠旺鋁業有限公司　王　凱　韓述歡

淺談供配電系統可靠性分析策略

天津忠旺鋁業有限公司王凱韓述歡

供配電系統的可靠運行是保證人們正常生活和生產的關鍵。尤其是工業生產、國防工程以及城市大區域供電中，一旦供配電系統出現問題，很有可能給社會造成不可估量的經濟損失和巨大的不良影響。因此，對供配電系統進行可靠性研究，確保系統的可靠安全運行是供配電系統研究的重點。本文對常用的供配電系統可靠性研究方法進行了介紹，供大家參考和討論。

供配電系統；可靠性；分析評估

一、概述

我國的電力系統建設起點低、發展時間短，其發展水平和發達國家還存在一些差距，供配電設備運行的可靠性還存在不足，城市的供配電系統建設難以滿足地區發展建設的需要，已經嚴重制約地區社會和經濟的發展。為確保供配電系統的可靠性，必須采取行之有效的措施。發電、輸電、配電以及電力用戶是電力系統的四個組成部分，電力系統集電能生產、電能輸送、電能分配以及電能消費為一體。電力系統的可靠性包含電能的充裕度和電力供應的安全性兩方面要求。電力系統可靠性主要包括發電可靠性、輸變電可靠性、配電可靠性以及電氣主接線可靠性幾方面。通過對電力系統故障的不完全統計，配電系統故障是造成電力用戶停電最主要的原因，其對電力用戶供配電的可靠性影響最為嚴重。

二、供配電系統常用的可靠性評估方法

對配電系統可靠性進行評估的方法主要有：

1.最小路徑法。通路是供配電網絡的任意兩個節點之間所有弧線所構成的集合。一旦將線路中的任意弧線移除將不能形成通路，那么該線路就被成為最小路。最小路原理是最小路法的理論基礎。其分析原理是求出所有的負荷點的最小路，根據網絡的實際情況分析非最小路的元件對負荷點可靠性的影響，然后將影響程度指標換算到最小路節點電，通過換算手段就可以實現所有負荷點只通過最小路進行計算，最終獲得節點的可靠性指標。采用這種計算方法，自然而然的就把節點電分為了最小路節點電和非最小路節點電兩類。［1］

2.網絡等值法。配電網通常由副饋線和主饋線組成，其結構往往比較復雜。網絡等值法通常將供配電線路的部分網絡用相應的等效元件替代，最終把復雜的配電網等效簡化成結構簡單的主饋線系統。等值法運算步驟為：先進行向上等效，即分析運算上層元件受下層元件的可靠性影響程度，把副饋線負載結構簡化成等效分支，然后向上逐層進行等效運算，最終得到簡化的主饋線網絡；然后是向下等效，即考慮下層元件受上層元件的影響程度，并等效為串聯元件，最終對各負荷點的可靠性進行分層計算。［2］

3.故障遍歷法。該方法基本算法為枚舉遍歷。該方法的計算步驟為：首先將故障點根據故障發生時間的不同，分為故障不影響故障時間、故障時間是隔離時間、故障時間包括隔離時間和切換操作時間、故障時間為故障修復時間四種。之后從每個故障點開始，向后搜索所有斷路器前的父節點。然后將這些負荷點分為b、c、d三類節點，其他節點則歸為a類節點，即正常節點。這樣對所有故障時間進行枚舉，求出系統可靠性的最終結果。另外，還可以根據子系統的拓撲結，對包含倒換操作開關和備用電源的故障系統潮流進行計算，檢查線路的電壓超限情況和容量。［3］

4.遞歸法。遞歸法借助供配電網絡樹狀的結構特征，首先以饋線為單位把配電網按照樹型結構進行存儲，然后把輸配電網的饋線利用樹的遞歸進行合理等效簡化，并在進行遍歷運算的過程中進行可靠性計算，對配電網所有負荷點以及整個系統進行計算得出相應的可靠性指標。由于配電網結構和樹形結構十分相似，遞歸算法首先將配電網饋線看作樹的節點進行等效，將配電網轉化為樹型結構。然后運用后序遍歷把上層饋線受下層饋線的影響程度轉化為等效分支線，最終將配電網絡轉化為負荷點和饋線連接而成的整體，從而可以通過可靠性計算的基本公式計算出配電網的可靠性；然后對樹進行前序遍歷，計算負荷點的可靠性指標，得出下層饋線負荷點受上層饋線元件影響的等效串聯元件，以此類推，最終得到系統的可靠性指標。樹的遞歸遍歷的運算程序較為簡單，雖然遞歸函數需要占用一定的系統資源，但是輸配電網的機構層次通常不會太深。

三、結論

隨著供配電系統可靠性研究的不斷深入，人們對供配電系統可靠性的認識不斷加深，系統可靠性計算的計算規模和計算精度的有機結合成為研究的出發點，為了將可靠性計算運用到實際應用之中，本文結合以往的研究成果和工作經驗，根據供配電網絡的特性，對供配電網絡可靠性計算的幾種常用方法進行了介紹，對供配電系統的可靠性研究工作具有一定的參考價值。

［1］陸志峰，周家啟.計及開關和母線故障的配電系統可靠性評估［J］.電網技術，2002（4）.

［2］張鵬，郭永基.基于故障模式影響分析法的大規模配電系統可靠性評估［J］.清華大學學報（自然科學版），2002（3）.

［3］金星，余浩章，李永，李輝.大型網絡系統可靠度計算新方法［J］.系統仿真學報，2001，13（4）：432-433.

王凱（1991—），男，甘肅隴縣人，大學本科，現供職于天津忠旺鋁業有限公司，研究方向：電氣工程。