系统网架结构的角度出发，对已有配电网网架结构的可靠性进行分析，并且W配电系统中 的可靠性指标作为约束条件，进而有针对性的在满足配电系统可靠性约束的前提下释放配 电系统供电能力的裕度，挖掘供电潜能。本发明能够为现有配电网结构供电能力的提高提 供支撑，有利于提升城市配电网规划的管理水平，促进城市电网建设结构与规划技术的合 理发展。
【附图说明】
[0047] 图1是基于配电系统可靠性的中压配电网供电能力评估方法的流程图；
[0048] 图2是系统主变联络关系示意图；
[0049] 图3是可靠性目标与系统供电能力之间关系。
【具体实施方式】
[0050] 下面结合实施例和附图对本发明的一种基于配电系统可靠性的中压配电网供电 能力评估方法做出详细说明。
[0051] 如图1所示，本发明的一种基于配电系统可靠性的中压配电网供电能力评估方 法，包括如下步骤：
[0052] 1)建立基于配电系统可靠性的中压配电网供电能力评估模型
[0053] 配电系统可靠性是指电力系统按能够接受的质量标准和所需数量不间断地向电 力用户提供电力和电量的能力的量度，主要用W度量和评估电力系统向电力用户提供不间 断的合格电能的能力。
[0054] 供电能力是指在满足一定安全准则的条件下，一定区域内配电网最大能供应用户 用电的能力，即配电网满足一定安全准则所能通过的最大功率量。
[0055] 本发明所提出的是在满足可靠性约束条件下中压配电系统的最大供电能力，即W 高压变电站为源，中压馈线为网，并且考虑站间主变的联络转供关系计算系统的最大供电 能力。
[0056]W可靠性作为柔性约束条件构建配电系统供电能力模型，目标函数为满足系统可 靠性要求下的配电网最大负荷供应能力，对于含有多个相互联络变电站的配电网而言，供 电能力计算公式如下：
[0057] max戸'二艺(辟') ri) 阳〇5引式中，PSC为所计算配电系统的供电能力；Ri为第i台主变的额定容量；T1为第i台主变的负载率；
[0059]W可靠性作为约束条件，结合配电系统自身运行特点，约束条件有W下几个：
[0060](1)可靠性等式约束
[0061] 所述的可靠性等式约束条件表示的是根据配电系统结构所得到的相应可靠性指 标，在评估系统的供电能力时选取可靠性指标中的平均供电可用度ASAI作为等式约束，平 均供电可用度的含义是指在规定的时间内用户经受的不停电小时数与用户要求的总供电 小时数之比，具体的计算方法为：
[0062] (2) 阳〇6引式中，T为在规定时间内的需电小时数；Uj为负荷节点j的年停运时间；Ti为负荷 节点j的用户数；N，为负荷节点j的用户数。 W64] 0)可靠性不等式约束
[0065] 所述的可靠性不等式约束条件表示的是根据不同配电系统结构对于可靠性的要 求所设定的不同可靠性目标，具体表现形式为：
[0066]ASA。E做
[0067] 式中，E为结合配电系统运行基础所设定的可靠性目标。
[0068] (3)负荷约束
[0069] 所述的负荷约束条件表示的是配电系统中各主变与所连接馈线之间的容量关系， 具体表现形式为：
[0070] 巧IX?:,, (4)
[0071] 式中，Riq表示与第i台主变相连的第q条馈线的额定容量；TW表示与第i台主变 相连的第q条馈线的负载率。 阳0巧 （4)负载率约束
[0073] 所述的负载率约束条件表示的是所述的每一台主变负载率Ti和每一条馈线负载 率Tiq的取值范围，具体表现形式为：
[0074] 0《1 (5) 阳0巧]0《1 (6)
[0076] 2)基于配电系统可靠性的中压配电网供电能力评估模型的求解方法
[0077] 由上一部分对于配电系统供电能力模型的分析可知，基于可靠性的供电能力评估 问题是一个包含多个变量、多个约束的非线性最优规划问题。整个计算过程包含两个方面， 即系统可靠性的求解，并检验是否满足可靠性约束；W及系统供电能力的求解。下面将对运 两个部分进行具体的说明。 阳〇7引 （1)配电系统可靠性计算
[0079] 采用馈线分区的方法，并结合系统内各元件的可靠性参数计算系统的平均供电可 用度ASAI，步骤1)的（1)中给出了平均供电可用度的计算方法，在具体计算的过程中负荷 节点j的用户数N，采用下式进行计算：
[0080] Nj=HjTj(7)
[0081] 式中，n，为负荷节点j所在馈线的负载能力达到100%时，负荷节点j的用户数； Tj为负荷节点j所在馈线的负载率。
[0082] 故平均供电可用度又可W表示为： (8)
[0084] 式中，负荷点j的年停运时间Uj在完全失去连通性（TLOC)事件下的可靠性评估 中的计算方式为：
[0085] U,'=S 乂乂7 (9) 巧主护U.'}:
[0086] 式中，Ipw集合中的元件r发生破坏性故障时将引起负荷点J的持续停电；Pf为元 件r发生破坏性故障时对应动作的自动开关装置的可靠动作率；At为元件r的平均年破坏 性故障率；tf,为元件r发生破坏性故障时造成负荷点节点j的停电时间，t。可能为故障修 复时间或故障切换时间。
[0087] 基于上述过程，本发明所提及方法中可靠性计算的主要步骤是根据元件的可靠性 参数计算出各类单一元件故障所造成负荷点的停电时间并建立系统的故障模式影响分析 表（FMEA表），进而计算各负荷点的年停电时间，最后计算出系统的可靠性指标，即平均供 电可用度。 阳〇8引 似配电系统供电能力计算
[0089] 在满足可靠性约束的前提下，对馈线的负载率进行优化，优化的目标函数为系统 的供电能力最大，基于可靠性的配电系统供电能力计算模型具体如下：
[0090] max/W. =玄（/巧）
[0093] 3)提出基于配电系统可靠性的中压配电网供电能力评估流程
[0094] (1)系统可靠性分析：根据元件的故障率，分析单一元件故障所造成负荷点的停 电时间，并依此建立系统的故障模式影响分析表FMEA表；
[0095] (2)可靠性指标的求解：设定系统中馈线的初始负载率，并结合系统的故障模式 影响分析表FMEA表计算系统中各负荷点的年停运时间，从而求解系统的平均供电可用度；
[0096] 做约束条件校验：比较步骤。中计算出的平均供电可用度ASAI指标与系统设 置的可靠性目标E的大小关系，如果满足ASAI>E关系，则计算在此情况下的初始供电能 力；否则，优化系统中馈线的负载率后重新计算系统的平均供电可用度ASAI指标。
[0097] (4)馈线负载率优化：利用遗传算法优化系统中馈线的负载率，并重复步骤做中 的计算过程，每进行一次优化后都需要校验是否满足系统的可靠性目标E，若能够满足则进 行供电能力的计算，否则淘汰当前的馈线负载率，继续进行优化，直到计算结果趋于稳定或 计算达到相应的迭代次数为止。
[0098] (5)系统供电能力分析：通过基于可靠性的配电系统供电能力计算模型，利用 Matlab求解系统的最大供电能力。
[0099] 下面给出最佳实例
[0100] W某地区的实际配电网结构为算例，建立基于主变互联关系的联络模型，并按照 N-I准则W及负荷约束将其扩展到馈线层面，对其网架结构的可靠性进行分析，并且在可靠 性指标的约束条件下计算该网架结构下的最大供电能力。 阳101] (1)网架结构可靠性的确定 阳102] 该地区的变互联关系的联络结构如图2所示，各变电站相关信息如表1所示，在 进行可靠性计算的过程中重点考虑网架结构中单一元件的故障对于负荷点的影响，具体包 括：主变故障、母线故障、配电变压器故障、断路器故障、线路故障和开关故障等，各类元件 的可靠性参数如表2所示。 阳103] 表1算例中变电站配置情况表
阳1化]表2系统中主要元件可靠性参数 阳 106]
阳107]