楊井然 孫曉明 李志超

摘 要：電力配電系統(tǒng)在總電力系統(tǒng)之中占有重要地位，通過(guò)配電系統(tǒng)可以將電能輸送到預(yù)先設(shè)計(jì)好的目標(biāo)地點(diǎn)。在配電系統(tǒng)中，配電設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施可以幫助改變電能的電壓，以合理化的方法將電能分配到指定位置。隨著配電網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，一些已有的技術(shù)問(wèn)題被解決，而后一些全新的配電系統(tǒng)問(wèn)題隨之形成，為了清除配電系統(tǒng)中的現(xiàn)有問(wèn)題，相關(guān)工作人員可以選擇進(jìn)行可靠性評(píng)估工作，對(duì)配電可靠性加以評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電系統(tǒng)；可靠性；評(píng)估

雖然我國(guó)的電力系統(tǒng)建設(shè)與改建工作的起步時(shí)間相對(duì)較晚，但是在最近幾年，電力領(lǐng)域中中形成了很多全新的研究成果，電力發(fā)展活動(dòng)頻繁開設(shè)，電網(wǎng)建設(shè)工作也趨于完善，城市發(fā)展活動(dòng)在電力事業(yè)的支持下也獲取了很多積極的成果。針對(duì)配電工作問(wèn)題，技術(shù)人員可通過(guò)可靠性研究工作，對(duì)配電活動(dòng)進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，根據(jù)最終獲得的測(cè)評(píng)結(jié)果來(lái)確定改進(jìn)配電系統(tǒng)的相應(yīng)工作，本文以配電系統(tǒng)為研究對(duì)象，探討常用的評(píng)估手段，進(jìn)一步提升配電工作的實(shí)際可靠性。

1 可靠性評(píng)估工作概述

雖然電力檢測(cè)工作被重視，但是并非其內(nèi)設(shè)的多個(gè)系統(tǒng)都被切實(shí)重視，其中配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況就存在別輕視的可能性，為了對(duì)配電與用電用戶加以負(fù)責(zé)，電力企業(yè)必須將配電網(wǎng)分析與評(píng)估工作做好。根據(jù)當(dāng)前的配電系統(tǒng)建設(shè)狀況來(lái)看，大部分企業(yè)建設(shè)的配電系統(tǒng)都具有集中化的特點(diǎn)，大部分配電設(shè)備都被集中安裝，設(shè)備安裝資金消耗大，配電網(wǎng)建設(shè)工作需要消耗的時(shí)間也相對(duì)比較多，一旦配電網(wǎng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，電力企業(yè)也將需要面對(duì)多個(gè)方面的損失，為了減少配電系統(tǒng)的運(yùn)行問(wèn)題，很多電力企業(yè)都會(huì)選擇周期維護(hù)配電設(shè)備。無(wú)論在完善配電系統(tǒng)還是保養(yǎng)配電設(shè)備時(shí)，均需要預(yù)先將配電評(píng)估工作做好，在有良好的信息基礎(chǔ)后，在改造配電系統(tǒng)。

2 評(píng)估方法概述

以配電系統(tǒng)研究工作為準(zhǔn)，可以從以下幾種評(píng)估方法中進(jìn)行選擇，強(qiáng)化評(píng)估工作開展效果。

2.1 最小割集法

如果最小路中的任一點(diǎn)不會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的任一支路與同一最小路中另一點(diǎn)相連，則稱此最小路為基本最小路，其余的最小路稱為輔助最小路。一個(gè)切斷所有基本最小路的最小割集也將切斷所有的輔助最小路。因此，只要通過(guò)切斷基本最小路的故障元件對(duì)網(wǎng)絡(luò)元件進(jìn)行重新組合，就能充分地導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)的全部最小割集。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，基本最小路數(shù)目可能要比最小路數(shù)目少幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，導(dǎo)出最小割集的時(shí)間大大減少，計(jì)算速度大大提高。求出最小割集的方法與步驟如下：第一步形成最小路樹；第二步由最小路樹導(dǎo)出基本最小路；第三步利用基本最小路求出最小割集。

2.2 最小路法

連接任意兩節(jié)點(diǎn)間的有向弧或無(wú)向弧組成的集合稱為這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的一條路。如果一條路中移去任意一條弧后就不再構(gòu)成路則稱這條路為最小路，最小路法是基于最小路原理的快速評(píng)估方法。其基本思想是：對(duì)每一負(fù)荷點(diǎn)，求取其最小路；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，將非最小路上的元件故障對(duì)負(fù)荷點(diǎn)可靠性的影響，折算到相應(yīng)的最小路的節(jié)點(diǎn)上，從而對(duì)每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，僅對(duì)其最小路上的元件與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，即可得到負(fù)荷點(diǎn)相應(yīng)的可靠性指標(biāo)?；谧钚÷吩淼目焖僭u(píng)估方法的核心是求取每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的最小路：這樣，整個(gè)系統(tǒng)的元件便可分為兩類：最小路上的元件和非最小路上的元件。

2.3 故障遍歷算法

故障遍歷算法屬于應(yīng)用效率相對(duì)比較低的方法，其分析基礎(chǔ)主要是遍歷技術(shù)。評(píng)估人員可以以故障點(diǎn)的具體時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行分類，包括故障時(shí)間與隔離時(shí)間相同、故障時(shí)間沒有受到故障問(wèn)題本身的影響，故障時(shí)間為切換操作時(shí)間與隔離時(shí)間相加的數(shù)值、故障時(shí)間與修復(fù)故障時(shí)間相同四種情況。將故障點(diǎn)設(shè)置為起點(diǎn)，開展搜索工作，在斷路器出現(xiàn)后可停止搜索，對(duì)負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，分別標(biāo)注成d類、c類與b類三種，剩余的負(fù)荷點(diǎn)可直接被標(biāo)注為a類，只有a類負(fù)荷點(diǎn)被看做是正常負(fù)荷點(diǎn)。對(duì)全部故障時(shí)間進(jìn)行遍歷處理工作，確定系統(tǒng)的可靠性信息。根據(jù)已知的動(dòng)態(tài)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定配電操作系統(tǒng)與電源的具體狀況，進(jìn)一步分析電壓的越險(xiǎn)狀況以及電力線路的實(shí)際容量。

2.4 網(wǎng)絡(luò)等值法

根據(jù)現(xiàn)代配電網(wǎng)的基本特點(diǎn)，工作人員可選擇應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)等值法完成評(píng)估配電網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)工作。一般電力系統(tǒng)使用的配電網(wǎng)系統(tǒng)都是有副饋線與主饋線構(gòu)成的，雖然僅由量部分構(gòu)成，但是熊談卻極為復(fù)雜。根據(jù)配電網(wǎng)具有的結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)，評(píng)估人員可以根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，用等效元件來(lái)對(duì)其加以表示，進(jìn)而簡(jiǎn)化配電網(wǎng)，簡(jiǎn)化后的配電網(wǎng)可以被看做簡(jiǎn)單的主饋線系統(tǒng)，其呈現(xiàn)出輻射形狀。技術(shù)人員首先需要開展向上等效工作，評(píng)估上層元件受到下層元件的具體影響，在處理副饋線系統(tǒng)時(shí)，可以直接使用等效分支線對(duì)其加以替代，逐層完成配電網(wǎng)的分析工作。配電網(wǎng)被簡(jiǎn)化之后，分析工作難度也被降低處于配電網(wǎng)不同位置的負(fù)荷點(diǎn)也可被關(guān)注并分析。

2.5 遞歸算法

遞歸算法利用了配電網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)多為樹狀的特點(diǎn)，首先將配電網(wǎng)以饋線為單位存儲(chǔ)為樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，然后通過(guò)對(duì)樹的遞歸遍歷將配電網(wǎng)的子饋線進(jìn)行合理的可靠性等效，簡(jiǎn)化為一個(gè)形式簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，在遍歷過(guò)程中遞歸調(diào)用可靠性計(jì)算公式，最終得到整個(gè)配電網(wǎng)的負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。

這種算法利用了樹型結(jié)構(gòu)與配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的相似性，首先將配電網(wǎng)的饋線作為樹的結(jié)點(diǎn)，將配電網(wǎng)存儲(chǔ)為樹型結(jié)構(gòu)；通過(guò)對(duì)樹的后序遍歷逐層將下層饋線對(duì)上層饋線的影響等效成等效分支線，直至將包含主饋線和多條子饋線的復(fù)雜的配電網(wǎng)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的饋線連接負(fù)荷點(diǎn)的，可以直接利用可靠性計(jì)算公式計(jì)算的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)。然后，通過(guò)對(duì)樹的前序遍歷，逐層計(jì)算連接在不同層饋線上的負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)，找到表示上層饋線上的元件對(duì)下層饋線上負(fù)荷點(diǎn)可靠性影響的等效串聯(lián)元件，這樣遞歸遍歷下去，直到求出整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)，進(jìn)而求出整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。采用樹的遞歸遍歷程序的編制比較簡(jiǎn)潔，雖然遞歸函數(shù)調(diào)用需要系統(tǒng)額外的開銷，但配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次不會(huì)很深，一般3-6層的調(diào)用即可。與一般的FMEA算法相比，這種通過(guò)等效和遞歸遍歷實(shí)現(xiàn)的算法效率更高，程序編制更簡(jiǎn)潔，無(wú)需重復(fù)搜索和計(jì)算每一饋線上的元件可靠性參數(shù)，節(jié)約了計(jì)算時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的電力輸送工作中使用的配電系統(tǒng)可以被分為低壓配電系統(tǒng)、中壓配電系統(tǒng)以及高壓配電系統(tǒng)，無(wú)論在哪一個(gè)配電環(huán)節(jié)，系統(tǒng)都要保持穩(wěn)定配電的工作狀態(tài)。在大部分的電力系統(tǒng)之中，配電工作都是最末端的工作，其需直接滿足終端用戶的電力應(yīng)用需要，配電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量也可作為評(píng)測(cè)電力企業(yè)的重要指標(biāo)，為了對(duì)用電質(zhì)量加以保障，電力企業(yè)需要在配電工作進(jìn)行做好可靠性評(píng)測(cè)工作，本文對(duì)該環(huán)節(jié)可用的幾種工作方法加以介紹，配電工作人員可以根據(jù)具體的需求加以選擇，提升配電工作效率。

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