一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法
【专利摘要】一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法，本发明首先根据配电网的供电特性和转供电特性，以断路器、隔离开关、联络开关等反映其供电特性和转供电特性的元件，进行第一层区域划分，形成配电网的父级子区域，对每个父级子区域，根据其供电的电源路径，以途径的断路器、联络开关、联络开关为节点，形成其潮流通道表，从而确定每个父级子区域故障后果类型。对每个子区域，以熔断器为分界点，形成各个父级子区域的二级子区域。根据二级子区域的连接关系和父级子区域的潮流通道表，评估父级子区域及其负荷点的可靠性指标，综合所有父级子区域的供电可靠性指标，形成配电网的供电可靠性指标，实现配电网的供电可靠性评估。
【专利说明】—种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属于中压配电网供电可靠性评估范畴。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的发展，配电网的规模越来越大，结构也日益复杂，电力用户对供电可靠性的要求也越来越高。对于供电企业而言，寻找配电网中的薄弱环节，将有限的资金最大限度的提高配电网的供电可靠性，是其面临的重大问题。同时，在日常的配电网运行管理中，通过评估配电网的可靠性水平，可以有效制定配电网的大修技改，促进供电可靠性管理水平的提高，具有重要的实际和经济意义。
[0003]目前，配电网供电可靠性评估方法主要有解析法和模拟法两大类。解析法主要是建立元件与系统之间的关系，通过公式计算，获取可靠性指标。解析法采用了严格的数学手段，物理概念清晰，计算的准确度高。但是随着配电网规模的扩大，计算复杂度也急剧增加。常见的解析方法有故障模式及后果分析方法、网络等值法、最小路法、网络等值法和状态空间法等。模拟法的代表方法主要是蒙特卡罗法，蒙特卡罗模拟法的主要研究思想是首先建立设备和系统的概率模型，使它们的参数等于问题的解，然后通过对模型的抽样实验来计算所求参数的统计特征，最后给出所求解的近似值。该方法的特点在于十分灵活，不受系统规模的限制，而且能给出可靠性指标的概率分布，但是其耗时多且精度不高。
[0004]本发明提出了一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法，根据配电网的供电特性和转供电特性，以断路器、隔离开关、联络开关等反映其供电特性和转供电特性的元件，进行第一层区域划分，形成配电网的父级子区域，对每个父级子区域，根据其供电的电源路径，以途经的断路器、联络开关、联络开关为节点，形成其潮流通道表，从而确定每个父级子区域故障后果类型。对每个子区域，以熔断器为分界点，形成各个父级子区域的二级子区域。根据二级子区域的连接关系和配电网的转供电决策集，评估父级子区域及其负荷点的可靠性指标，综合所有父级子区域的供电可靠性指标，形成配电网的供电可靠性指标，实现配电网的供电可靠性评估。
【发明内容】
[0005]为了高效、精确地实现配电网的供电可靠性评估，本发明提出了一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法，其步骤如下:
[0006]一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法，本发明特征是:
[0007]I)通过同步接口，采集配网GIS系统中的相关数据，初始化中压配电网网络信息包括:变电站信息、线路信息、开关信息、负荷信息；
[0008]2)通过供电可靠性信息管理平台(全国统一的供电可靠性信息系统)，采用最近3-5年的历史数据，初始化导线(裸导线、绝缘导线、电缆)、配电变压器、断路器、隔离开关、熔断器这些基本元件单元基础信息，包括平均故障率、平均故障修复时间；
[0009]3)以断路器、隔离开关、联络开关为分界点，对配电网进行第一层区域划分，形成父级子区域，记为DFi (Fi为父级子区域编号)，对属于同一个DFi的元件单元(开关元件、线路和负荷)，都有同一的供电特性和转供电特性；
[0010]4)以DFi为基本单元，以断路器、隔离开关、联络开关为潮流通道节点，形成每个DFi的潮流通道表，并确定DFi的上级区域集合和子区域；根据潮流通道表和各个区域的负荷容量、用户等级，建立配电网的转供电决策集；
[0011]5)对每个DFi，以熔断器为分界点，形成DFi的二级子区域，DFi的二级子区域包括两种类型，负荷点(从熔断器到配电变压器)分块和桥分块(DFi所有熔断器包含的模块)；
[0012]6)对DFi，通过配电网的转供电决策集，确定上级区域停运时，其转供电情况；
[0013]7)根据二级子区域的分块情况计算DFi的固有可靠性指标；根据其转供电情况，计算上级区域影响的可靠性指标；根据子区域入口断路器的拒动情况，计算其子区域影响的可靠性指标；
[0014]8)评估DFi及其负荷点的供电可靠性指标；
[0015]9)综合所有DFi及其负荷点供电可靠性指标，形成配电网的供电可靠性指标。
[0016]本发明的有益效果是，该方法的特点在于十分灵活，不受系统规模的限制，而且能给出配电网供电可靠性指标的概率分布，计算简单，评估精度高，适用于工程实际的配电网供电可靠性评估。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为配电网的一级区域划分示意图；
[0018]图2是本发明一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法流程图。【具体实施方式】
[0019]本发明为一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法，其【具体实施方式】为:
[0020]I)通过同步接口，采集配网GIS系统中的相关数据，初始化中压配电网网络信息:变电站信息、线路信息、开关信息、负荷信息；
[0021]2)通过供电可靠性信息管理平台(全国统一的供电可靠性信息系统)，采用最近3年的历史数据，初始化导线(裸导线、绝缘导线、电缆等)、配电变压器、断路器、隔离开关、熔断器等基本元件单元基础信息，主要包括平均故障率、平均故障修复时间、基本元件运行年限；
[0022]3)以断路器、隔离开关、联络开关对配电网进行父级子区域划分，初始化父级子区域信息，包括边界父级子区域编号、断路器集合、入口断路器、用户数、供电容量等；
[0023]4)以熔断器为节点对父级子区域进行划分，形成各个父级子区域的二级子区域，包括桥分块和负荷点分块，并初始化二级子区域的相关信息:元件构成、元件的基本数据参数；
[0024]5)对每个父级子区域，形成其主潮流通道表和后备潮流通道表；
[0025]6)根据潮流通道表，综合各区域的供电容量和用户等级，形成配电网的转供电决策集；
[0026]7)根据桥分块和负荷分块的元件构成，计算各父级子区域和负荷分块的固有可靠性指标，根据子区域的固有可靠性指标和断路器的拒动概率，计算子区域影响的供电可靠性指标，根据配电网的转供电决策集，计算上级区域影响的供电可靠性指标；
[0027]8)计算各区域及其负荷供电可靠性指标；
[0028]9)根据各区域、负荷的供电可靠性指标，计算系统的供电可靠性指标，形成最终的配电网可靠性评估结果。
[0029]本发明以断路器、隔离开关、联络开关为分界点，对配电网进行第一层区域划分，形成父级子区域。以某供电局的一条线路为例，如图1所示，Bi表示断路器，Si表示隔离开关，N/0表示联络开关，Fi表示熔断器。[0030]通过第一层级的划分，形成了 Dfi到Df8八个父级子区域。对每一个DFi，可以用如下公式表达:
[0031]DFi= {numFi,入口开关元件，{边界开关集合}，λ DFi, y DFi}
[0032]其中，λ DFi表示区域DFi平均故障率，YDFi表示区域DFi平均故障修复时间。
[0033]对每一个父级子区域，以熔断器为分界点，进行进一步划分，形成该区域的子块，子块主要分两种类型:由断路器、隔离开关、联络开关和熔断器包含的串联部分主干桥分块；由线路、配电变压器串联的负荷分块。每个子块可以表示为:
[0034]Dsij=Inumsij,父级子区域，{边界开关集合}，λ SFiJ, y SFiJ}
[0035]其中，λ SFiJ表示区域DFi的子块Dsu平均故障率，Y DFiJ表示区域DFi的子块Dsij平均故障修复时间。
[0036]对每个父级子区域的所有子块而言，其他父级子区域对它的故障后果影响均保持一致。
[0037]I)潮流通道表的生成。从配电网的电源点的出口断路器出发，根据其潮流方向，搜索每个父级子区域的潮流通道，以其达到该区域所经过的开关类元件表示。以图一所示的配电网为例。可以获得如下潮流通道表:
【权利要求】
1.一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法，其特征是: 1)通过同步接口，采集配网GIS系统中的相关数据，初始化中压配电网网络信息包括:变电站信息、线路信息、开关信息、负荷信息； 2)通过供电可靠性信息管理平台，采用最近3-5年的历史数据，初始化导线、配电变压器、断路器、隔离开关、熔断器这些基本元件单元基础信息，包括平均故障率、平均故障修复时间； 3)以断路器、隔离开关、联络开关为分界点，对配电网进行第一层区域划分，形成父级子区域，记为DFi式中Fi为父级子区域编号，对属于同一个DFi的元件单元，都有同一的供电特性和转供电特性； 4)以DFi为基本单元，以断路器、隔离开关、联络开关为潮流通道节点，形成每个DFi的潮流通道表，并确定DFi的上级区域集合和子区域；根据潮流通道表和各个区域的负荷容量、用户等级，建立配电网的转供电决策集； 5)对每个DFi，以熔断器为分界点，形成DFi的二级子区域，DFi的二级子区域包括两种类型，负荷点即从熔断器到配电变压器分块和桥分块即DFi所有熔断器包含的模块； 6)对DFi，通过配电网的转供电决策集，确定上级区域停运时，其转供电情况； 7)根据二级子区域的分块情况计算DFi的固有可靠性指标；根据其转供电情况，计算上级区域影响的可靠性指标；根据子区域入口断路器的拒动情况，计算其子区域影响的可靠性指标； 8)评估DFi及其负荷点的供电可靠性指标； 9)综合所有DFi及其负荷点供电可靠性指标，形成配电网的供电可靠性指标。
【文档编号】G06F19/00GK103500288SQ201310484520
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】黄绪勇, 陈娟, 孙鹏, 杨清, 张建, 刘宗兵, 王芬 申请人:云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院, 云南电网公司技术分公司