鮑薇　燕躍豪　張慧　劉曉輝　楊亞男

摘 要：隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，配電網結構逐步成熟，聯絡情況更加復雜，單純依靠傳統(tǒng)的配電網可靠性計算方法已無法準確計算復雜配電網可靠性指標?，F基于傳統(tǒng)的簡單的輻射型配電網供電可靠性的評估方法，完備地考慮聯絡開關、分段開關、支線、備用變壓器以及N-1校驗情況，提出了改進后的網絡等值法模型。該模型先將復雜配電系統(tǒng)分層處理，再逐步等值為簡單的輻射型配電網，以計算系統(tǒng)的可靠性。同時，對某省會城市多聯絡結構的配電網進行了算例分析，結果表明，所提模型簡化了配電系統(tǒng)可靠性計算的復雜程度，提高了可靠性計算的精度與速度，更加真實地反映了實際配電系統(tǒng)的可靠程度。

關鍵詞：配電網;可靠性;N-1校驗

中圖分類號：TM712? 文獻標志碼：A? 文章編號：1671-0797（2022）11-0013-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.11.004

0? ? 引言

配電系統(tǒng)可靠性研究，對于提高系統(tǒng)供電性能、響應用戶用電需求具有重要意義，因此，可靠性評估已成為配電系統(tǒng)規(guī)劃決策中的一項常規(guī)性工作[1]。隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，輻射型配電網逐漸形成聯絡，供電可靠性逐步提高，配電網結構越來越復雜，相應的配電網可靠性計算步驟變得更加煩瑣。傳統(tǒng)的配電網可靠性計算方法一般只考慮輻射型網架結構，忽略了N-1校驗情況對配電網可靠性的影響。

本文在傳統(tǒng)的簡單的輻射型配電網供電可靠性評估方法基礎上，完備地考慮了聯絡開關、分段開關、支線、備用變壓器以及N-1校驗情況，提出了改進后的網絡等值法模型。該模型先將復雜配電系統(tǒng)分層處理，再逐步等值為簡單的輻射型配電網，以計算系統(tǒng)的可靠性。

同時，本文對某省會城市多聯絡結構的配電網進行了算例分析，結果表明，本文模型簡化了配電系統(tǒng)可靠性計算的復雜程度，提高了可靠性計算的精度與速度，更加真實地反映了實際配電系統(tǒng)的可靠程度。

1? ? 配電系統(tǒng)可靠性評估指標

配電系統(tǒng)的可靠性指標，以數字的形式，可視化反映電力系統(tǒng)的供電可靠性，反映了電力客戶對電能質量的滿意程度。

本文采用的配電網可靠性指標主要包含兩大類：負荷點的可靠性指標和系統(tǒng)可靠性指標[2]。可靠性指標體系如圖1所示。

2? ? 計及N-1校驗的網絡等值法計算方法

2.1? ? 網絡等值法原理

為了降低故障枚舉的復雜度，網絡等值法模型引入“等效”的概念，以一個等效元件來代替具有某種共同屬性的多個元件[3]。如圖2所示，該配電網絡中有四條較為復雜的分支饋線，經過兩次等值變換后，轉變成圖3和圖4所示結構。

2.2? ? 等值過程及參數計算

若一負荷點k發(fā)生故障，由電源至該負荷點k的最小路徑上包括W1個隔離開關和W2個聯絡開關、x條支路、y個負荷點，根據各個元件的可靠性參數可計算出該負荷點的等效故障率λe[k]、等效年停運時間Ue[k]、等效負荷量Se[k]。計算公式如下：

分析故障負荷點k對整個配電網故障影響情況前，要確定負荷點k的供電路徑。一般情況下，聯絡開關處于常開狀態(tài)，發(fā)生故障時，聯絡開關閉合，配電網重構，完成負荷轉移。因此發(fā)生故障前，從電源點到負荷點k的供電路徑是唯一的[4]。若k1位于k2的供電路徑上，則稱k1為k2的父區(qū)域，k2為k1的子區(qū)域。確定負荷點k的供電路徑，可以利用最小路方法，由故障負荷點開始，逐個元件向上搜索，直到電源為止。

2.3? ? 計及N-1校驗的等效參數計算

同樣根據最小路思想，將最小故障區(qū)Zj劃分為父子區(qū)域。當某個故障區(qū)Zi的尾根節(jié)點為聯絡開關，聯絡開關發(fā)生故障時，Zi的父區(qū)域同時發(fā)生故障，不論是否有聯絡線，Zi及其父區(qū)域中的負荷均無法完成轉移，不滿足N-1校驗[5]。但除聯絡開關外，Zj中其他元件故障，Zi及其父區(qū)域中的負荷在有聯絡的情況下可考慮負荷轉移，在等效過程中，要考慮聯絡線的轉帶能力和負荷轉移路徑，以確定能夠完成配電網重構的負荷[6]。Zi故障后根據負荷轉移路徑分析，確定負荷點的類型：

若Zi在負荷轉移路徑上，則：

按照以上公式可計算出各區(qū)域間的故障影響情況，從而得到Zi的等效電源點的等效參數，計算公式如下：

3? ? 算例分析

本文以某城市部分10 kV配電系統(tǒng)為例，應用所提方法對其進行可靠性評估。其中線路Ⅰ和線路Ⅱ由35 kV變電站出線，線路Ⅲ由110 kV變電站出線。線路Ⅱ和線路Ⅲ聯絡，且滿足N-1校驗。發(fā)生故障時，S6和S9之間可進行轉負荷操作。該系統(tǒng)共有負荷點75個，用戶6 347戶，平均負荷19.676 MW，配電網結構如圖5所示。

利用傳統(tǒng)網絡等值法和本文模型計算該系統(tǒng)可靠性指標，得到如表1、表2所示結果。

4? ? 結語

計及N-1校驗的網絡等值法可靠性評估模型完備地考慮了聯絡開關、備用電源、負荷轉移對配電網可靠性指標的影響。算例計算結果表明，對于單輻射的復雜配電網，本文的模型和傳統(tǒng)模型指標計算結果相同，但本文模型計算速度更快。對于發(fā)生負荷轉移的配電網，本文模型計算結果更加精確，能夠真實地反映配電網的可靠性現狀，對指導配電網規(guī)劃具有重要意義。

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收稿日期：2022-02-18

作者簡介：鮑薇（1985—），女，河南鄭州人，高級工程師，研究方向：分布式電源、配電網運行、能源互聯網。