考虑二次设备影响的主动配电网信息传输可靠性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种考虑二次设备影响的主动配电网信息传输可靠性评估方法，属于 配电网可靠性评估技术领域。
【背景技术】
[0002] 主动配电网发展的一个重要标志是实现故障后的"智能自愈"功能，从而提高用户 的可靠性。在主动配电网的发展过程中，考虑自动化系统，也就是二次设备故障对于用户可 靠性的影响，成为一个重要的研宄课题。主动配电网中的二次设备根据其功能可以分为终 端采集设备、信息传输系统和控制主站三类，通过控制主站的远程控制，实现与终端采集设 备相关联的断路器或者分段开关等一次设备的自动操作，是实现故障后快速恢复供电的关 键因素。考虑二次设备的影响，改变了传统配电网的可靠性评估模型和算法，使得传统配电 网的可靠性评估算法不再适用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提出一种考虑二次设备影响的主动配电网信息传输可靠性评估 方法，。在传统配电网可靠性评估的基础上，考虑二次设备故障对于用户的故障率以及年停 电时间的影响，基于一次设备的区域进行可靠性评估，有效提高配电网可靠性评估的计算 效率，以用于大规模配电网的可靠性评估中。
[0004] 本发明提出的考虑二次设备影响的主动配电网信息传输可靠性评估方法，包括以 下步骤：
[0005] (1)将主动配电网中的二次设备分为终端采集设备、信息传输系统和控制主站，其 中信息传输系统包括信息传输设备和信息传输通道，通过下式计算主动配电网中控制主站 的可用率Q为：
【主权项】
1. 一种考虑二次设备影响的主动配电网信息传输可靠性评估方法，其特征在于该方法 包括W下步骤： (1) 将主动配电网中的二次设备分为终端采集设备、信息传输系统和控制主站，其中信 息传输系统包括信息传输设备和信息传输通道，通过下式计算主动配电网中控制主站的可 用率Q为：
其中，y为主动配电网中控制主站的修复率，n为主动配电网中控制主站的故障率； (2) 通过下式计算主动配电网终端采集设备中的第a个终端采集设备的可用率W。为：
其中，0。为主动配电网终端采集设备中的第a个终端采集设备的修复率，0。为主动 配电网终端采集设备中的第a个终端采集设备的故障率，a= 1，2…A，其中，A为主动配电 网中终端采集设备的个数； (3) 建立主动配电网终端采集设备中的第a个终端采集设备到主动配电网控制主站的 最短路集D。为； Da= (d。da...屯...dj 其中，d。为上述最短路集中的第c条最短路，C为上述最短路集中最短路的条数，c= 1,2-C, 屯 _{{g1,拓...gb. . .Sr},化 1,h]. . .hf. . .hp}} 其中，gb为上述第c条最短路中信息传输系统的第b个信息传输设备，b= 1，2…B，B为上述第c条最短路中信息传输设备的个数，hf为上述第c条最短路中信息传输系统的第 f条信息传输通道，f= 1，2…F，F为上述第C条最短路中信息传输通道的条数； (4) 计算上述最短路集D。的第C条最短路的可用率为；
其中，n0代表连续相乘，ab为第b个信息传输设备的修复率，5b为第b个信息传输 设备的故障率；Xf为第f条信息传输通道的修复率；ef为第f条信息传输通道的故障率； (5) 计算上述最短路集D。的可用率为；
(6) 计算主动配电网中信息在第a个终端采集设备和控制主站之间正确传输的概率P。 为： P"=Qw',R,i, (7) 对主动配电网中的一次设备W断路器或分段开关进行分区，W断路器或分段开关 作为开始，每个区域内含有一个断路器或分段开关； 设主动配电网中任意两个区域分别为区域i和区域j，定义区域的上下游关系为；若区 域i位于区域j与变电站之间的道路上，则区域i是区域j的上游，区域j是区域i的下 游； 定义区域i和区域j之间的区域连接矩阵Ml(i，j)的值为；若区域i与区域j重叠， 则Mi(i，如=0,若区域i是区域j的上游，则Mi(i，如=1，若区域i是区域j的下游，则 Mi(i，j) = 2,若区域i既非区域j的上游，也非区域j的下游，则Mi(i，j) = 3 ; (8) 定义主动配电网中区域i和区域j之间的故障判断矩阵M2(i，j)的值为： Ma(i,j) =Mi(ccB,i，j) 其中，为区域i发生故障后，切除该故障时动作的断路器所在区域，M2(i，j)的值的 计算方法为；若区域CcB，i与区域j重叠，则Mi(Ccb，。j) =0,也就是M2(i，j) = 0,若区域CcB，i 是区域j的上游，则Mi(Ccb，。_]'）= 1，也就是M2(i, _]'）= 1，若区域CcB，i是区域j的下游，则 Mi(Ccb,。j) = 2,也就是M2(i，j) = 2,若区域CcB,i既非区域j的上游，也非区域j的下游，贝IJ Mlkciu，j) = 3,也就是M2 (i,j) = 3 ; (9) 根据上述区域连接矩阵Ml(i，j)和故障判断矩阵M2(i，j)的值，对主动配电网的负 荷点S进行分类，若为Ml(i,j) = 2 且M2 (i,j) = 0、Mi(i,j) = 2 且M2 (i,j) = 1 或Ml(i,j) =3&M2(i，如=1中的任意一种情况，则负荷点s属于第一类负荷；若为Mi(i，如=0且 M2(i,j) = 〇、Mi(i,j) = 0 且M2(i,j) = 1 或Mi(i,j) = j) = 1 中的任意一种情况， 则负荷点s属于第二类负荷；若为Mi(i,j) = 2且M2(i,j) = 2或Mi(i,j) = 3且M2(i,j) =3,则负荷点s属于第S类负荷； (10) 设上述区域i中一次设备发生故障对负荷点s的故障率为韦，区域i中一次设 备发生故障对负荷点S的年停电时间为t/式，并设与负荷点S所在区域的首端断路器或分 段开关相对应的终端采集设备为第a个终端采集设备， 若负荷点S属于第一类负荷，则故障率本：和年停电时间的值分别为：
其中，K为上述区域i内一次设备的个数，Ak为区域i内第k个一次设备的故障率，P。 为步骤（6)计算得到的信息在第a个终端采集设备和控制主站之间正确传输的概率，t。。为 负荷点S所在区域首端的分段开关的自动动作时间，tmu为分段开关的人工动作时间； 若负荷点S属于第二类负荷，则故障率乂f和年停电时间U式的值为；
其中，tk为上述区域i内第k个一次设备的故障维修时间； 若负荷点S属于第S类负荷，则故障率i，：和年停电时间t/j吉的值为：
(11)遍历主动配电网中的所有区域，重复步骤（9)和步骤（10)，累加得到负荷点s最 终的故障率W及年停电时间t/f为：
其中，I为主动配电网中区域个数。
【专利摘要】本发明涉及一种考虑二次设备影响的主动配电网信息传输可靠性评估方法，属于配电网可靠性评估技术领域。本发明建立了一种考虑二次设备影响的主动配电网可靠性评估的解析计算方法。本发明首先基于主动配电网的工程实践，得到终端采集设备、信息传输系统和控制主站的故障率以及修复率，并采用最短路集的方法，得到主动配电网中信息在终端采集设备和控制主站之间正确传输的概率。建立了区域连接矩阵和故障判断矩阵，并基于此将负荷点进行分类。最后，逐个对每个区域中的一次设备故障对于负荷点可靠性的影响进行评估，得到了负荷点的故障率以及年停电时间的可靠性指标。这个计算过程物理概念清晰，能够有效和定量的评估二次设备对主动配电网可靠性的影响。
【IPC分类】G06Q50-06, G06Q10-06
【公开号】CN104850959
【申请号】CN201510290048
【发明人】吴文传, 陈璨, 郭昆亚, 张伯明, 孙宏斌, 王英男, 黄哲洙, 金鹏, 郭庆来
【申请人】国家电网公司, 清华大学, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月29日