1、基于配电网可靠性评估的网络等值法模型研究摘要：随着我国经济建设的发展和人们生方式的改变，电力的需求量越来越大，电力系统的负荷越来越大，对电力系统的可靠性需求越来越高。配电网作为电力系统的重要组成部分，其可靠性直接影响到电力系统的正常稳定运行，目前我国配电网可靠性评估环节比较的薄弱，因此配电网可靠性一直是重要的研究课题。本文从我国配电网可靠性评估的现状出发，阐述配电网可靠性评估的新方法网络等值法的应用。 关键词：配电网；可靠性评估；网络等值法模型 中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号： 配电网是电力系统的重要组成部分，是电力系统与电力用户的连接系统，直接影响到电力系统的正常运行，
2、关系到生产和生活用电的稳定性。随着用电需求量的增大和电网改造，对于配电网的可靠性需求越来越高，但是配电网可靠性评估是目前电力系统发展比较薄弱的环节。 我国配电网可靠性评估现状 配电网是电力系统中非常重要的环节，配电网涉及的机械设备非常多，运行的负荷比较重，许多的电力事故都是配电网出现故障造成的，故障类型复杂多变，其可靠性评估是电力系统开展的一个难题。如图 1就是我国目前比较普遍的配电网系统结构图。 图 1 配电网可靠性评估计算根据配电网系统中各元件运行的信息数据来评价各元件可靠性指标，根据配电网络的潮流分析、保护和拓扑结构之间的配合关系以及各元件可靠性指标实现对各负荷点的可靠指标评价，最终综合
3、各负荷点可靠性指标，得到配电网系统可靠性指标。 目前的配电网可靠性计算方法主要有快速分块计算法、最小路求最小割集计算法、故障模式后果分析计算法等。虽然故障模式后果分析计算法计算简单、原理清晰、模型准确，适用于简单辐射状的主馈线系统可靠性评估。能够有效的的对元件失灵或故障问题可能性进行分析，实现对各负荷点的有效控制，统计配电系统故障，从而通过有效的计算得到配电系统可靠性指标。随着配电网的日益复杂化，系统的故障复杂多变，故障模式后果分析计算法的计算过于繁琐，有很大的难度，存在不小的局限性，所以在这基础上，提出了网络等值法来对复杂的配电网实现有效简化，准确的实现对配电网可靠性评估。 网络等值法模型
4、网络等值法的评估原理 在对配电网进行可靠性评估时，把配电网元件分为不可修复元件和可修复元件。配电网中可修复元件占绝大多数，包括电缆线路、架空线路、配电器变压器、断路器、熔断器等，把配电网中的馈线、分支线、变压器等元件用故障状态和工作状态两种状态来对其状态进行描述，保护元件只规定其一直为工作状态。 在利用网络等值法对配电网可靠性进行评估时，把复杂的配电网进行等效，分层为简单的辐射状配电网，简化配电网结构进，减少计算量。首先根据配电网馈线数目对网络进行分层，每一条馈线及其连接的所有元件分为一层，元件包括分支线、断路器、隔离开关、熔断器等，每一个分层就等同于一条等效的分支路线，从最后一层递进式的进行
5、等效，最终将有非常多分支馈线的复杂繁琐网络等效于简易的辐射状的网络，在利用简易的辐射网等效的对配电系统的可靠性进行计算评估。利用网络等值法对配电网可靠性进行评估包括向下等效和向上等效这两个过程。向下等效过程中把上级的馈线对于下级馈线的作用，用串联在下级馈线头部位置的一个等效元件进行替代。向上等效过程中，把分支馈线对于上级馈线的作用，用串联在上级馈线的一个等效元件进行表示，等效元件对于上级线路的作用可以用等效元件故障率、年故障停电的时间、故障修复的时间这几个重要参数来等效。 可靠性参数的计算 假如分支路线头部位置有安装熔断器，分支路线一旦发生故障，利用公式可以计算出其影响到上级线路故障的概率及分
6、支路线相应的等效元件故障率。如果熔断器的可靠性概率为 1，那么分支路线故障不影响上级路线；如果没有安装熔断器，可以根据计算公式，计算出此分支线路故障时相应等效元件的实际故障率。 分支馈线中分段开关、断路器是可操作元件，分段开关和断路器造线路中的位置及工作的状况对于分支馈线可靠性参数计算影响非常大。进行可靠性参数计算时，可以适当分析分段开关、断路器的工作状态和在配电系统中对于拓扑结构的作用影响。断路器结构复杂，可操作部件多，故障形式多种多样，一共有七种运行状态，需要借助科学的数学模型来描述断路器各种工作状态，在进行配电网可靠性评估时，要对断路器模型进行适当的简化。 假如分支馈线头部位置有安装断路
7、器，分支馈线的任何一个节点故障，断路器的隔离开关发生动作，上级馈线表示这条分支馈线的等效元件修复时间就是断路器相应隔离开关操作的时间。 假如分支馈线头部位置没有安装断路器，那么分支馈线中有一个节点出现故障就会使得上一级路线出现停运。如该分支馈线和上级路线中间有安装分段开关，分支馈线任一节点故障时，上级馈线表示该分支馈线等效元件修复时间就是分段开关操作的时间；如该分支馈线和上级路线中间没有安装分段开关，分支馈线任一节点故障时，上级馈线表示该分支馈线等效元件修复时间就是该分支馈线故障节点修复的时间。 配电网可靠性技术指标的计算 利用网络等值法，可以把复杂的配电网等效为相应的简单的辐射状网络，根据上
8、面的分析计算方法得到直接和主干线路相连接的分支路线负荷点的可靠性计算指标。通过计算公式求得串在分支馈线头部位置的等效元件可靠性参数，将这些参数看作串联在下级线路头部位置的起始节点，将上级馈线看作电源，又可以形成新的简单辐射状网络，根据简单辐射状网络分析计算分支馈线各负荷点可靠性指标。复杂的配电网可靠性技术指标计算流程如表 1。 输入配电网原始的参数 给配电网结构进行分层 向上级路线等效计算可靠性参数 计算各个负荷点的可靠性指标 计算配电网系统其他类可靠性指标 表 1 参考文献： 1万国成,任震,田翔配电网可靠性评估的网络等值法模型研究J中国电机 工程学报，2003(5) 2高辉，杨雪梅，高登军配电网可靠性评估方法的研究J华中电力，2011,24(5) 3周云海，曹小伟，危雪基于网络等值法的配电网可靠性研究J电气开关，2008,46(2)
