李 琴，陳彥飛，王艷蘋

（吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000）

0 引 言

智能配電系統(tǒng)可靠性評估是智能配電網(wǎng)故障處理與運(yùn)行管理的核心部分。通過智能配電系統(tǒng)的可靠性評估，能夠減少供電中斷或干擾因素對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，提升智能配電系統(tǒng)故障響應(yīng)效率，增強(qiáng)智能配電系統(tǒng)故障診斷、感知、應(yīng)對和決策水平。構(gòu)建智能配電系統(tǒng)可靠性模型，設(shè)計(jì)符合智能配電系統(tǒng)特征及可靠性評估需求的算法、模型，對提升智能配電系統(tǒng)的可靠性而言意義非凡。

1 研究現(xiàn)狀與問題

智能配電系統(tǒng)可靠性評估已成為保證智能配電系統(tǒng)可靠性的重要手段。當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者圍繞解析法、蒙特卡羅法、人工智能算法和容量約束評價(jià)法，提出了許多不同的配電系統(tǒng)可靠性評估算法，但多是基于配電系統(tǒng)的特點(diǎn)、需求而設(shè)計(jì)，在智能配電系統(tǒng)可靠性評價(jià)中，可能存在算法落后、減故效果差、可靠性差和故障診斷效率低等問題，無法滿足智能配電系統(tǒng)可靠性評估的需求[1]。針對智能配電系統(tǒng)可靠性評估現(xiàn)狀，本報(bào)告結(jié)合最小割集法，圍繞故障模式影響分析法FMEA，通過構(gòu)建智能配電系統(tǒng)可靠性模型，利用優(yōu)化后的智能配電系統(tǒng)可靠性評估算法，提升智能配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性[2]。

2 研究目的及意義

2.1 研究目的

本報(bào)告圍繞解析法中的故障模式影響分析法FMEA，結(jié)合最小割集法，以用戶平均停電頻率指標(biāo)CAIFI、用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)CAIDI、系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)SAIFI、系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)SAIDI、平均供電可用率指標(biāo)ASAI、平均供電不可用率指標(biāo)ASUI和期望缺供電能量指標(biāo)EENS等為基礎(chǔ)，通過設(shè)計(jì)、構(gòu)建智能配電系統(tǒng)可靠性評價(jià)模型，解決傳統(tǒng)條件下智能配電系統(tǒng)可靠性評估方法落后、模型科學(xué)性不強(qiáng)、準(zhǔn)確性低等問題，豐富智能配電系統(tǒng)可靠性評估的研究理論體系與實(shí)踐體系[3]。

2.2 研究意義

自“十三五”以來，充電設(shè)施、分布式發(fā)電、電能替代領(lǐng)域不斷發(fā)展，加速了配電網(wǎng)的優(yōu)化與升級。新時(shí)期智能配電系統(tǒng)的可靠性評估，不僅需要關(guān)注不斷更新的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、行政措施對電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響，而且需要以提升城市配網(wǎng)饋線自動(dòng)化率、優(yōu)化電網(wǎng)主網(wǎng)架、改造升級配電網(wǎng)為導(dǎo)向，增強(qiáng)智能配電系統(tǒng)的可靠性，提升智能配電系統(tǒng)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益[4]。本報(bào)告通過故障模式影響分析法FMEA，融入最小割集法，通過計(jì)算負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)，及時(shí)診斷、感知可能發(fā)生的故障信息、事件，滿足智能配電系統(tǒng)可靠性的需求[3]。

3 研究理論基礎(chǔ)

本報(bào)告以最小割集法和故障模式影響分析法FMEA為基礎(chǔ)，構(gòu)建配電系統(tǒng)可靠性模型。最小割集法即通過初始化系統(tǒng)拓?fù)湫畔?，形成源點(diǎn)、負(fù)荷點(diǎn)鏈表，獲取支路、元件關(guān)系，搜索負(fù)荷點(diǎn)鏈表，將每一負(fù)荷點(diǎn)對照規(guī)則，得到新支路表，形成負(fù)荷點(diǎn)的最小路，得到最小割集。故障模式影響分析法FMEA通過研究系統(tǒng)中可能存在的元件失效、故障事件，分析元件失效、故障事件與負(fù)荷點(diǎn)的關(guān)系，借助元件可靠性指標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)墓收吓袆e準(zhǔn)則，確定故障模式集合，在此基礎(chǔ)上形成系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)[5]。

4 研究思路與技術(shù)路線

4.1 研究思路

以節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表、線路數(shù)據(jù)表、設(shè)備分布數(shù)據(jù)表和潮流控制為基礎(chǔ)，形成系統(tǒng)拓?fù)湫畔?，對拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行最小割集法處理，從系統(tǒng)故障信息中提取故障事件，并在故障條件下進(jìn)行潮流求解，比較潮流結(jié)果，分析系統(tǒng)潮流結(jié)果是否違限，從而采用系統(tǒng)故障補(bǔ)救、負(fù)荷轉(zhuǎn)移、節(jié)點(diǎn)電壓越限補(bǔ)救和線路過載補(bǔ)救等方法處理，并記錄事故處理結(jié)果，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷點(diǎn)的可靠性評估[6]。

4.2 技術(shù)路線

以上述智能配電系統(tǒng)可靠性評估研究思路為基礎(chǔ)，制定智能配電系統(tǒng)可靠性模型的技術(shù)路線[7]，如圖1所示。

圖1 智能配電系統(tǒng)可靠性模型技術(shù)路線圖

5 研究過程

5.1 研究過程

依據(jù)智能配電系統(tǒng)可靠性模型技術(shù)路線，構(gòu)建智能配電系統(tǒng)可靠性模型與可靠性評估算法[8]，如圖2所示。

5.2 研究結(jié)果

智能配電系統(tǒng)可靠性模型在應(yīng)用過程中，利用預(yù)想事故列表、負(fù)荷點(diǎn)、故障信息等，形成負(fù)荷點(diǎn)故障事件影響評估表，可靠性評估負(fù)荷點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)智能配電系統(tǒng)的可靠性評估[9]。

圖2 智能配電系統(tǒng)可靠性模型與可靠性評估

6 結(jié) 論

本報(bào)告形成的智能配電系統(tǒng)可靠性模型，通過研究系統(tǒng)中可能存在的元件失效、故障事件，分析元件失效、故障事件與負(fù)荷點(diǎn)之間的關(guān)系，借助元件可靠性指標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)墓收吓卸?zhǔn)則，確定故障模式集合。在此基礎(chǔ)上形成系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，具有流程簡便、便于運(yùn)營人員理解與掌握、易于實(shí)施以及故障反應(yīng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種可靠的智能配電系統(tǒng)可靠性評價(jià)手段[10]。為增強(qiáng)智能配電系統(tǒng)可靠性模型應(yīng)用的有效性，在智能配電系統(tǒng)可靠性評估中，應(yīng)制定系統(tǒng)的智能配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)控制策略，從容應(yīng)對由于元件數(shù)量大而造成運(yùn)算量增大的問題。