復雜配電系統的可靠性評估

孫曉鳳，胡永騰雞西市郊區農電局

復雜配電系統的可靠性評估

孫曉鳳，胡永騰雞西市郊區農電局

配電系統的可靠性對與國家電力系統的正常運行有很大的關系，配電系統的可靠性評估可以對于城市電網的改造和擴展作出良好的建議，對于國家電網的進一步發展也有很大的意義，本文對于配電系統的可靠性評估進行了分析和介紹。

復雜配電系統；可靠性

一、配電系統評估的基本方法

配電系統的可靠性評估可以提高人們對于城市輸電網絡的可用度的認識，便于人們對現有的輸電網絡進行改造，在當今的電力系統的改造和施工之中，對配電系統的可靠性評估已經成為不可缺少的元素。

在傳統的配電系統的可靠性評估之中，一般是對配電系統的運行狀態進行分析和研究。在一般的電力系統之中，配電系統一般是呈輻射狀或是開環輻射狀進行運行。在系統的評定之中，基本的評估方法是對于系統的故障模式和故障結果進行模擬分析，進而得出系統是否穩定。在測試之中，可靠性評估測試主要是以配電系統之中的元件為測試的對象，對于元件可能出現的故障模式和故障原因進行假設之后，分析每一種故障對電力系統的正常運行造成的影響，最終綜合故障模式和后果的分析，對配電系統的可靠性作出評估。

一般在可靠性評估之中，工作人員一般采用FMEA法，該方法即將所有可能的故障和后果進行列表的分析，并進行評估。但是該方法可使用的范圍較小，一般只可以應用于較為小型的配電系統，這一類系統的元件數目和操作方式較為有限，因此，通過一定的窮舉法可以分析出每一種可能的后果。

在大型的配電系統的分析之中，FMEA法就不再使用，大型系統內部的電子元件和操作方式多樣，其內部的電路網絡的復雜程度超過小型系統的數倍以上，使用對每類故障和后果進行分析的方法就不再適用。因此，在結構復雜的大型電網之中，電路網絡的工程評估人員一般使用最小路法對電路的穩定性進行評估，這種方法在使用之中是將電路網絡之中的非最小路上的元件對負荷點可靠性的影響折算到系統的最小路上，再依次計算各個負荷點的可靠性指標，進而得出電路系統的穩定評估。這種方法對于大型電路系統的可靠性評估計算有較大的幫助，比起窮舉計算，減少了大量的電路分析實踐和計算過程，較為適合大型電路系統的穩定性評估。但是，最小路法的使用過程之中，其計算方法并不適合評估帶有支饋線的復雜配電網絡，在這類網絡的可靠性評估之中，最小路折算法依然需要大量的假設和計算。

二、復雜配電系統的可靠性評估

1、簡單系統的評估

在基本的電路網絡之中，簡單配電系統的基本組成是一條主饋線，其主要的電子元件包括變壓器，輸電線，斷路器和隔離開關等元器件，并在電路的饋線末端借有備用電源，以防止電路因故障而失去電源。主饋線的主要結構是由輸電線、熔斷器和變壓器組成的負荷支路，其結構較為簡單。

在進行簡單配電系統的可靠性評估時，檢測人員一般會將配電系統內部的電路進行等效的變化，并組成僅有負荷回路和饋線段串聯而成的簡單邏輯電路。配電系統的負荷點進行可靠性評估的主要指標是系統的平均故障率，平均停運次數和平均停運時間。

一般在較為復雜的系統分析之中，工程人員會將系統簡化為基本的狀態模型進行分析，在常用的系統模型之中，用于評估可靠性的模型一般是將配電系統簡化為三狀態模型進行分析。在模型之中，主要的模型元素包括系統的正常運行狀態，系統的故障修復狀態，計劃檢修狀態，三種狀態分別以系統之中的故障修復率、計劃檢修率和計劃修復率為影響因素被，在三種狀態之間相互轉換。

將斷路器劃分的模型計算需要較大的計算量，其元件本身結構的復雜性決定了模型化計算時，影響計算結果的因素很多。在模型化的過程之中，一般把斷路器模擬為七狀態的模型進行運行上的分析和計算，以對于此元件的復雜狀態進行全面的計算，其狀態模型如下：

斷路器模型之中的七種狀態分別是正常運行狀態、計劃檢修狀態、臨時檢修狀態、誤動狀態、接地或絕緣故障狀態、拒動狀態和故障修復狀態。各種狀態之間互相影響，在模型的計算之中，工程人員會將這些狀態對周圍元件的影響和對系統正常運行的危害進行合并，并就各個狀態之間的共同點，將臨時檢修狀態、誤動狀態、故障修復狀態等近似合并為修復狀態，，將較為復雜的系統簡化為三狀態模型進行分析和計算，并研究其可靠性。

2、由簡單系統到復雜系統的評估

實際的配電系統較為復雜，是由多條簡單配電系統電路相互組合而形成的復雜系統，在實際的配電系統之中，一般將系統劃分為主饋線和副饋線，然后利用可靠性等值的計算方法，將各條饋線等值為簡單地輻射狀配電網絡，進而簡化復雜系統可靠性評估時的繁瑣計算。

在進行簡化時，各條饋線的簡化方法與簡單配電并系統的簡化方法類似，以一條饋線為系統，然后將該條饋線簡化為三狀態模型，進行可靠性評估。在完成各條饋線的計算和評估之后，在將各條饋線等值為基本配電系統的輻射狀網絡，得出對整個系統的評估結果。

在復雜系統簡化為多條饋電線路組成的輻射狀網絡之后，其基本的可靠指標可以根據簡化系統之中系統的正常運行狀態，系統的故障修復狀態，計劃檢修狀態等幾個指標進行計算，各個可靠指標均可以通過對基本指標的計算得出。

三、結語

在復雜配電系統的可靠性評估之中，其主要的思路就是對復雜系統的簡化和等效，復雜的配電系統可以等效為多個簡單系統的組合，簡單的配電系統可以等效為多個電路饋線的聯合，最小路法的提出更是加快了可靠性評估的計算效率。在電力系統的可靠性評估之中，工程人員對系統進行了簡化處理，為電力系統的改造和擴建提供了理論依據。

[1]程林,汪瑩,宋福龍,羅金山,劉滿君.柔性交直流混聯電網系統級可靠性評估[J].電力建設，2017（03）

[2]袁煒燈,吳杰康,鄭風雷,吳志山,黃強.多元件并列運行電力系統供電可靠性評估方法[J].電氣工程學報，2017（02）