一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法
【專利摘要】一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法,本發(fā)明首先根據(jù)配電網(wǎng)的供電特性和轉(zhuǎn)供電特性,以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等反映其供電特性和轉(zhuǎn)供電特性的元件,進行第一層區(qū)域劃分,形成配電網(wǎng)的父級子區(qū)域,對每個父級子區(qū)域,根據(jù)其供電的電源路徑,以途徑的斷路器、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為節(jié)點,形成其潮流通道表,從而確定每個父級子區(qū)域故障后果類型。對每個子區(qū)域,以熔斷器為分界點,形成各個父級子區(qū)域的二級子區(qū)域。根據(jù)二級子區(qū)域的連接關(guān)系和父級子區(qū)域的潮流通道表,評估父級子區(qū)域及其負荷點的可靠性指標,綜合所有父級子區(qū)域的供電可靠性指標,形成配電網(wǎng)的供電可靠性指標,實現(xiàn)配電網(wǎng)的供電可靠性評估。
【專利說明】—種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中壓配電網(wǎng)供電可靠性評估范疇。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,配電網(wǎng)的規(guī)模越來越大,結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜,電力用戶對供電可靠性的要求也越來越高。對于供電企業(yè)而言,尋找配電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié),將有限的資金最大限度的提高配電網(wǎng)的供電可靠性,是其面臨的重大問題。同時,在日常的配電網(wǎng)運行管理中,通過評估配電網(wǎng)的可靠性水平,可以有效制定配電網(wǎng)的大修技改,促進供電可靠性管理水平的提高,具有重要的實際和經(jīng)濟意義。
[0003]目前,配電網(wǎng)供電可靠性評估方法主要有解析法和模擬法兩大類。解析法主要是建立元件與系統(tǒng)之間的關(guān)系,通過公式計算,獲取可靠性指標。解析法采用了嚴格的數(shù)學(xué)手段,物理概念清晰,計算的準確度高。但是隨著配電網(wǎng)規(guī)模的擴大,計算復(fù)雜度也急劇增加。常見的解析方法有故障模式及后果分析方法、網(wǎng)絡(luò)等值法、最小路法、網(wǎng)絡(luò)等值法和狀態(tài)空間法等。模擬法的代表方法主要是蒙特卡羅法,蒙特卡羅模擬法的主要研究思想是首先建立設(shè)備和系統(tǒng)的概率模型,使它們的參數(shù)等于問題的解,然后通過對模型的抽樣實驗來計算所求參數(shù)的統(tǒng)計特征,最后給出所求解的近似值。該方法的特點在于十分靈活,不受系統(tǒng)規(guī)模的限制,而且能給出可靠性指標的概率分布,但是其耗時多且精度不高。
[0004]本發(fā)明提出了一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法,根據(jù)配電網(wǎng)的供電特性和轉(zhuǎn)供電特性,以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等反映其供電特性和轉(zhuǎn)供電特性的元件,進行第一層區(qū)域劃分,形成配電網(wǎng)的父級子區(qū)域,對每個父級子區(qū)域,根據(jù)其供電的電源路徑,以途經(jīng)的斷路器、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為節(jié)點,形成其潮流通道表,從而確定每個父級子區(qū)域故障后果類型。對每個子區(qū)域,以熔斷器為分界點,形成各個父級子區(qū)域的二級子區(qū)域。根據(jù)二級子區(qū)域的連接關(guān)系和配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集,評估父級子區(qū)域及其負荷點的可靠性指標,綜合所有父級子區(qū)域的供電可靠性指標,形成配電網(wǎng)的供電可靠性指標,實現(xiàn)配電網(wǎng)的供電可靠性評估。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了高效、精確地實現(xiàn)配電網(wǎng)的供電可靠性評估,本發(fā)明提出了一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法,其步驟如下:
[0006]一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法,本發(fā)明特征是:
[0007]I)通過同步接口,采集配網(wǎng)GIS系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù),初始化中壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息包括:變電站信息、線路信息、開關(guān)信息、負荷信息;
[0008]2)通過供電可靠性信息管理平臺(全國統(tǒng)一的供電可靠性信息系統(tǒng)),采用最近3-5年的歷史數(shù)據(jù),初始化導(dǎo)線(裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線、電纜)、配電變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器這些基本元件單元基礎(chǔ)信息,包括平均故障率、平均故障修復(fù)時間;
[0009]3)以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為分界點,對配電網(wǎng)進行第一層區(qū)域劃分,形成父級子區(qū)域,記為DFi (Fi為父級子區(qū)域編號),對屬于同一個DFi的元件單元(開關(guān)元件、線路和負荷),都有同一的供電特性和轉(zhuǎn)供電特性;
[0010]4)以DFi為基本單元,以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為潮流通道節(jié)點,形成每個DFi的潮流通道表,并確定DFi的上級區(qū)域集合和子區(qū)域;根據(jù)潮流通道表和各個區(qū)域的負荷容量、用戶等級,建立配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集;
[0011]5)對每個DFi,以熔斷器為分界點,形成DFi的二級子區(qū)域,DFi的二級子區(qū)域包括兩種類型,負荷點(從熔斷器到配電變壓器)分塊和橋分塊(DFi所有熔斷器包含的模塊);
[0012]6)對DFi,通過配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集,確定上級區(qū)域停運時,其轉(zhuǎn)供電情況;
[0013]7)根據(jù)二級子區(qū)域的分塊情況計算DFi的固有可靠性指標;根據(jù)其轉(zhuǎn)供電情況,計算上級區(qū)域影響的可靠性指標;根據(jù)子區(qū)域入口斷路器的拒動情況,計算其子區(qū)域影響的可靠性指標;
[0014]8)評估DFi及其負荷點的供電可靠性指標;
[0015]9)綜合所有DFi及其負荷點供電可靠性指標,形成配電網(wǎng)的供電可靠性指標。
[0016]本發(fā)明的有益效果是,該方法的特點在于十分靈活,不受系統(tǒng)規(guī)模的限制,而且能給出配電網(wǎng)供電可靠性指標的概率分布,計算簡單,評估精度高,適用于工程實際的配電網(wǎng)供電可靠性評估。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為配電網(wǎng)的一級區(qū)域劃分示意圖;
[0018]圖2是本發(fā)明一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法流程圖。【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明為一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法,其【具體實施方式】為:
[0020]I)通過同步接口,采集配網(wǎng)GIS系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù),初始化中壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息:變電站信息、線路信息、開關(guān)信息、負荷信息;
[0021]2)通過供電可靠性信息管理平臺(全國統(tǒng)一的供電可靠性信息系統(tǒng)),采用最近3年的歷史數(shù)據(jù),初始化導(dǎo)線(裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線、電纜等)、配電變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器等基本元件單元基礎(chǔ)信息,主要包括平均故障率、平均故障修復(fù)時間、基本元件運行年限;
[0022]3)以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)對配電網(wǎng)進行父級子區(qū)域劃分,初始化父級子區(qū)域信息,包括邊界父級子區(qū)域編號、斷路器集合、入口斷路器、用戶數(shù)、供電容量等;
[0023]4)以熔斷器為節(jié)點對父級子區(qū)域進行劃分,形成各個父級子區(qū)域的二級子區(qū)域,包括橋分塊和負荷點分塊,并初始化二級子區(qū)域的相關(guān)信息:元件構(gòu)成、元件的基本數(shù)據(jù)參數(shù);
[0024]5)對每個父級子區(qū)域,形成其主潮流通道表和后備潮流通道表;
[0025]6)根據(jù)潮流通道表,綜合各區(qū)域的供電容量和用戶等級,形成配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集;
[0026]7)根據(jù)橋分塊和負荷分塊的元件構(gòu)成,計算各父級子區(qū)域和負荷分塊的固有可靠性指標,根據(jù)子區(qū)域的固有可靠性指標和斷路器的拒動概率,計算子區(qū)域影響的供電可靠性指標,根據(jù)配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集,計算上級區(qū)域影響的供電可靠性指標;
[0027]8)計算各區(qū)域及其負荷供電可靠性指標;
[0028]9)根據(jù)各區(qū)域、負荷的供電可靠性指標,計算系統(tǒng)的供電可靠性指標,形成最終的配電網(wǎng)可靠性評估結(jié)果。
[0029]本發(fā)明以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為分界點,對配電網(wǎng)進行第一層區(qū)域劃分,形成父級子區(qū)域。以某供電局的一條線路為例,如圖1所示,Bi表示斷路器,Si表示隔離開關(guān),N/0表示聯(lián)絡(luò)開關(guān),F(xiàn)i表示熔斷器。[0030]通過第一層級的劃分,形成了 Dfi到Df8八個父級子區(qū)域。對每一個DFi,可以用如下公式表達:
[0031]DFi= {numFi,入口開關(guān)元件,{邊界開關(guān)集合},λ DFi, y DFi}
[0032]其中,λ DFi表示區(qū)域DFi平均故障率,YDFi表示區(qū)域DFi平均故障修復(fù)時間。
[0033]對每一個父級子區(qū)域,以熔斷器為分界點,進行進一步劃分,形成該區(qū)域的子塊,子塊主要分兩種類型:由斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)和熔斷器包含的串聯(lián)部分主干橋分塊;由線路、配電變壓器串聯(lián)的負荷分塊。每個子塊可以表示為:
[0034]Dsij=Inumsij,父級子區(qū)域,{邊界開關(guān)集合},λ SFiJ, y SFiJ}
[0035]其中,λ SFiJ表示區(qū)域DFi的子塊Dsu平均故障率,Y DFiJ表示區(qū)域DFi的子塊Dsij平均故障修復(fù)時間。
[0036]對每個父級子區(qū)域的所有子塊而言,其他父級子區(qū)域?qū)λ墓收虾蠊绊懢3忠恢隆?br>
[0037]I)潮流通道表的生成。從配電網(wǎng)的電源點的出口斷路器出發(fā),根據(jù)其潮流方向,搜索每個父級子區(qū)域的潮流通道,以其達到該區(qū)域所經(jīng)過的開關(guān)類元件表示。以圖一所示的配電網(wǎng)為例。可以獲得如下潮流通道表:
【權(quán)利要求】
1.一種基于層次區(qū)域潮流通道的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法,其特征是: 1)通過同步接口,采集配網(wǎng)GIS系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù),初始化中壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息包括:變電站信息、線路信息、開關(guān)信息、負荷信息; 2)通過供電可靠性信息管理平臺,采用最近3-5年的歷史數(shù)據(jù),初始化導(dǎo)線、配電變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器這些基本元件單元基礎(chǔ)信息,包括平均故障率、平均故障修復(fù)時間; 3)以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為分界點,對配電網(wǎng)進行第一層區(qū)域劃分,形成父級子區(qū)域,記為DFi式中Fi為父級子區(qū)域編號,對屬于同一個DFi的元件單元,都有同一的供電特性和轉(zhuǎn)供電特性; 4)以DFi為基本單元,以斷路器、隔離開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為潮流通道節(jié)點,形成每個DFi的潮流通道表,并確定DFi的上級區(qū)域集合和子區(qū)域;根據(jù)潮流通道表和各個區(qū)域的負荷容量、用戶等級,建立配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集; 5)對每個DFi,以熔斷器為分界點,形成DFi的二級子區(qū)域,DFi的二級子區(qū)域包括兩種類型,負荷點即從熔斷器到配電變壓器分塊和橋分塊即DFi所有熔斷器包含的模塊; 6)對DFi,通過配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電決策集,確定上級區(qū)域停運時,其轉(zhuǎn)供電情況; 7)根據(jù)二級子區(qū)域的分塊情況計算DFi的固有可靠性指標;根據(jù)其轉(zhuǎn)供電情況,計算上級區(qū)域影響的可靠性指標;根據(jù)子區(qū)域入口斷路器的拒動情況,計算其子區(qū)域影響的可靠性指標; 8)評估DFi及其負荷點的供電可靠性指標; 9)綜合所有DFi及其負荷點供電可靠性指標,形成配電網(wǎng)的供電可靠性指標。
【文檔編號】G06F19/00GK103500288SQ201310484520
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】黃緒勇, 陳娟, 孫鵬, 楊清, 張建, 劉宗兵, 王芬 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司