貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院 陳翌斕 孫宏偉

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配電網(wǎng)可靠性分析綜述

貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院 陳翌斕 孫宏偉

【摘要】隨著配電網(wǎng)不斷發(fā)展，配電網(wǎng)的可靠性分析也逐漸引起了廣大學(xué)者的重視。本文簡要介紹了配電網(wǎng)可靠性分析的一般原理以及常用的方法和指標(biāo)，對今后的研究方向進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；可靠性

0 引言

在傳統(tǒng)意義上的電力系統(tǒng)，可靠性的研究一般分為針對發(fā)電和輸電兩部分，而配電部分的可靠性卻沒有被引起足夠的重視，主要原因是前者占有電力系統(tǒng)總投資的主要部分，并且一旦發(fā)生故障將會產(chǎn)生對社會的影響極其嚴(yán)重。但是，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，區(qū)域配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善，人們對配電系統(tǒng)的可靠性的研究也逐漸深入廣泛。據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前超過八成的停電事故是由于配電系統(tǒng)的各類意外事故造成的，因此，配電系統(tǒng)可靠性研究在整個電力系統(tǒng)可靠性研究中的地位越來越重要。

1 原理

一般的可靠性分析都是通過利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計，在分析元件的基本參數(shù)的前提條件下，收集并整理大量的原始數(shù)據(jù)，搭建最為合適的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行分析，最后選取相關(guān)的數(shù)學(xué)指標(biāo)實現(xiàn)對系統(tǒng)的可靠性評估。而配電系統(tǒng)的可靠性分析的基礎(chǔ)是對元件的可靠性分析，通過選用相關(guān)的數(shù)學(xué)公式可以將復(fù)雜多變的原件狀態(tài)進(jìn)行描述，常見的數(shù)學(xué)分布類型有二項分布、泊松分布、指數(shù)分布等，實際應(yīng)用起來則更為復(fù)雜困難。

2 方法

由于在配電網(wǎng)可靠性分析中概率論和數(shù)理統(tǒng)計被頻繁應(yīng)用，故由此衍生出來的評估方法主要有解析法、模擬法、混合法等方法。

解析法主要是根據(jù)系統(tǒng)元件之間的功能關(guān)系搭建可靠性模型，綜合所有故障狀態(tài)，并對其進(jìn)行分析，最終得到相關(guān)的可靠性指標(biāo)。其優(yōu)點是概念清晰、模型精度高。其缺點是當(dāng)應(yīng)用于較大系統(tǒng)時，由于需要對所有故障狀態(tài)一一列舉分析，實現(xiàn)起來較為復(fù)雜困難。在實際應(yīng)用當(dāng)中，可以根據(jù)不同的實際情況，對原始解析法做相應(yīng)的改進(jìn)，從而達(dá)到減少工作量的目的。形成的新方法主要有最小割集法、最小路集法、狀態(tài)空間截斷法、網(wǎng)絡(luò)等值法等，其原理這里不做贅述。

模擬法也可以稱為蒙特卡洛法，其原理是通過隨機(jī)抽樣賦予系統(tǒng)各個元件隨機(jī)的運行狀態(tài)，在運用概率統(tǒng)計等方法計算出所需要的可靠性指標(biāo)。該方法相的優(yōu)點是相對于解析法更加易于實現(xiàn)，可多應(yīng)用于較復(fù)雜系統(tǒng)。其缺點是計算收斂速度慢，誤差較大。

混合法的中心思想是首先利用蒙特卡羅法模擬系統(tǒng)各個元件的隨機(jī)運行狀態(tài)，然后利用解析法計算得到各個狀態(tài)的平均持續(xù)時間，代替了原先需要的對狀態(tài)時間的抽樣。此做法可以在減少解析法的運算量的同時，減少了蒙特卡羅法的迭代收斂時間。

3 指標(biāo)

配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)根據(jù)針對的對象的不同，主要可以分為兩大類：負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)（即用戶側(cè)可靠性指標(biāo)）和系統(tǒng)側(cè)可靠性指標(biāo)。

負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)衡量的是在整個系統(tǒng)中每個個體的可靠性水平，他是根據(jù)長期統(tǒng)計得出的期望概率值。其主要分為平均故障率、年平均停運時間和平均停運持續(xù)時間這個三個指標(biāo)。

系統(tǒng)側(cè)可靠性指標(biāo)是在完成負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)計算后得到的綜合水平，所以可以說負(fù)荷側(cè)可靠性指標(biāo)是系統(tǒng)側(cè)可靠性指標(biāo)的基礎(chǔ)。我國常用的配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)有用戶平均停電時間、用戶平均停電次數(shù)、故障停電平均持續(xù)時間、供電可用率等。

4 結(jié)語

本文簡要介紹了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的可靠性評估的基本原理、方法和指標(biāo)，在今后的實際應(yīng)用中，隨著微網(wǎng)的不斷發(fā)展，含微網(wǎng)的配電網(wǎng)可靠性分析的一系列問題如分布式電源的大量引入對饋線容量帶來的挑戰(zhàn)、微網(wǎng)與輸配網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃、孤島運行的影響等問題將會是配電網(wǎng)可靠性研究的重要方向。

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作者簡介：

陳翌斕（1991－），女，湖南益陽人，碩士研究生在讀，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。