專利名稱：：配電網(wǎng)可靠性評估的故障擴(kuò)散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及放射狀運(yùn)行的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法。
背景技術(shù)：
：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直接針對用戶供電的重要環(huán)節(jié)，對用戶供電質(zhì)量和供電可靠性的影響也最為直接。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有80%的停電事故緣于配電網(wǎng)故障，對配電網(wǎng)進(jìn)行可靠性評估是保證電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，對改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高供電可靠性水平、促進(jìn)電力工業(yè)管理現(xiàn)代化有著重要作用。隨著我國配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對配電網(wǎng)可靠性評估算法的快速性和高效性提出了更高的要求。目前配電網(wǎng)主要采用閉環(huán)設(shè)計(jì)開環(huán)運(yùn)行，其可靠性評估主要是對開環(huán)運(yùn)行進(jìn)行評估?，F(xiàn)有配電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行可靠性評估的方法主要有故障模式后果分析法、最小路法、網(wǎng)絡(luò)等值法等。故障模式后果分析法是利用配電網(wǎng)的元件的可靠性數(shù)據(jù)，建立配電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行的故障模式后果表，分析每個故障事件及其后果，然后綜合形成可靠性指標(biāo)。如1998年中國電力出版社陳文高著《配電系統(tǒng)可靠性實(shí)用基礎(chǔ)》書中，公開的是利用元件可靠性數(shù)據(jù)，在計(jì)算系統(tǒng)故障指標(biāo)之前先選定某些合適的故障判據(jù)(即可靠性準(zhǔn)則)，然后根據(jù)判據(jù)將系統(tǒng)狀態(tài)分為完好和故障兩大類的一種檢驗(yàn)方法。具體做法是建立故障模式分析表，査清每個基本故障事件及其后果，然后加以綜合分析。但當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，故障模式后果表的建立將十分復(fù)雜，所以直接應(yīng)用故障模式后果分析法分析復(fù)雜的配電系統(tǒng)是非常困難的。最小路法是先求出配電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行的每個負(fù)荷的最小路，將非最小路上元件的故障折算到最小路上，從而得出可靠性指標(biāo)。如1997年5月第30巻第5期《中國電力》中的"配電系統(tǒng)的可靠性分析"一文，公開的是首先求取每個負(fù)荷點(diǎn)的最小路,這樣整個系統(tǒng)的元件便可分為兩類:最小路上元件和非最小路上元件，對于最小路上的元件，直接根據(jù)開關(guān)配置情況及是否有備用電源即可判讀故障類型，對于非最小路上的元件，先根椐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),將其對負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)的影響折算到相應(yīng)的最小路節(jié)點(diǎn)上，然后按上述方法處理即可。但在進(jìn)行可靠性計(jì)算時須先求許多負(fù)荷的最小路，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時，最小路的求取要花費(fèi)大量的時間，其計(jì)算復(fù)雜性較大，而且當(dāng)系統(tǒng)中存在子饋線時，將進(jìn)行多萬折算，增加了計(jì)算復(fù)雜性。網(wǎng)絡(luò)等值法是配電網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行中，將帶子饋線的問題轉(zhuǎn)化成不帶子饋線的問題。如199S年第145巻第6期《正Eproceeding-G.T.D》中的"Reliability-network-equivalentapproachtodistribution-system-reliabilityevaluation"—文，公開的是從最低一級的子饋線出發(fā)，將子饋線等效成相應(yīng)的線路和負(fù)荷，逐次向上，直到線路不帶子饋線為止，然后再用故障模式后果分析法得到節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。但它存在以下不足當(dāng)系統(tǒng)中子饋線級數(shù)較多時，需要進(jìn)行多次連續(xù)等效，即系統(tǒng)需進(jìn)行連續(xù)"合并"；在對等效后系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估對，只能得到等效負(fù)荷和系統(tǒng)的可靠性，如果要得到每個負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)，還需要從等效負(fù)荷出發(fā)，再用故障模式后果分析法方可得到，即要得到每個負(fù)荷點(diǎn)的指標(biāo)需要對等效負(fù)荷點(diǎn)多次"分解"。當(dāng)系統(tǒng)子饋線級聯(lián)較多時，這種"合并"與"分解"過程非常復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有配電網(wǎng)可靠性評估方法的不足，提供一種配電網(wǎng)的可靠性評估的故障擴(kuò)散方法，本方法以故障擴(kuò)散法為基礎(chǔ)，不用進(jìn)行等值處理，不須進(jìn)行"合并"、"分解"工作，能夠一次性形成配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)；不僅能夠計(jì)算簡單結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)的可靠性，還能計(jì)算帶子饋線的復(fù)雜結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)的可靠性；并能夠考慮斷路器、分支線保護(hù)、隔離開關(guān)、備用電源、備用變壓器等設(shè)備配置對配電網(wǎng)可靠性的影響，通用性強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種配電網(wǎng)可靠性評估的故障擴(kuò)散方法，利用計(jì)算機(jī)，通過程序，先輸入配電網(wǎng)數(shù)據(jù)，再計(jì)算其正常運(yùn)行狀態(tài)的潮流，然后采用狀態(tài)枚舉法，進(jìn)行配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉計(jì)算，最后計(jì)算故障狀態(tài)下的潮流及可靠性指標(biāo)并輸出。具體方法步驟如下(1)輸入配電網(wǎng)數(shù)據(jù)首先輸入配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和電氣數(shù)據(jù)及可靠性數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，包括配電網(wǎng)中線路及變壓器連接關(guān)系，斷路器、隔離開關(guān)等開關(guān)設(shè)備的安裝位置等；配電網(wǎng)的電氣數(shù)據(jù)，包括線路及變壓器電阻、電抗，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率、功率因素、同時系數(shù)等；配電網(wǎng)的可靠性數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)的線路及變壓器的故障率、修復(fù)時間，開關(guān)隔離操作時間等。(2)計(jì)算配電網(wǎng)正常運(yùn)行時的潮流第(1)步完成后，應(yīng)用配電網(wǎng)潮流計(jì)算程序，計(jì)算配電網(wǎng)正常運(yùn)行時的潮流，得到配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值及相角、各線路傳輸?shù)挠泄β始盁o功功率等。(3)配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉計(jì)算第(2)步完成后，采用狀態(tài)枚舉法，對配電網(wǎng)中各線路、變壓器和斷路器等元件，對其故障事件分別進(jìn)行枚舉計(jì)算?，F(xiàn)以一個故障元件枚舉計(jì)算為例，其計(jì)算步驟如下1)確定配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的故障類型當(dāng)配電網(wǎng)中任何故障事件發(fā)生后，根據(jù)故障擴(kuò)散法，按照故障時間的不同，將配電網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)分成四類a類正常節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為零的節(jié)點(diǎn)；b類隔離操作節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為隔離操作時間的節(jié)點(diǎn)；c類隔離和切換操作節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為隔離操作加切換操作時間的節(jié)點(diǎn)；d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為元件修復(fù)時間的節(jié)點(diǎn)。①確定a類正常節(jié)點(diǎn)首先向前搜索斷路器并確定a類正常節(jié)點(diǎn)，即從枚舉計(jì)算的故障元件開始，逆著正常潮流方向搜索斷路器，第一個出現(xiàn)的斷路器為故障元件的前向斷路器。則配電網(wǎng)中故障元件所在饋線上的前向斷路器前端的節(jié)點(diǎn)和其它饋線上的所有節(jié)點(diǎn)確定為a類正常節(jié)點(diǎn)。②確定d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)第(3)——1)——①步完成后，再進(jìn)行故障擴(kuò)散并確定d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，即從枚舉計(jì)算的故障元件開始向配電網(wǎng)各方向擴(kuò)散，并判斷是否遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端當(dāng)遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端時，則停止該方向的擴(kuò)散；否則繼續(xù)向外擴(kuò)散直到各方向均遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端為止。則故障擴(kuò)散過程中遍歷到的節(jié)點(diǎn)均確定為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。(D形成分塊子系統(tǒng)第(3)——1)——②步完成后，再形成分塊子系統(tǒng)，即首先在配電網(wǎng)中刪除第G)——1)——①步中確定的a類正常節(jié)點(diǎn)，再刪除第(3)——1)——②步中確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，則配電網(wǎng)中剩余的部分被分割成若干個分塊子系統(tǒng)。④確定各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型第(3)—D一③步完成后，確定各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型。現(xiàn)以一個分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型的確定為例，其它分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型的確定依此進(jìn)行。首先判斷分塊子系統(tǒng)與前向斷路器的連接關(guān)系當(dāng)分塊子系統(tǒng)與前向斷路器相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)均為b類隔離操作節(jié)點(diǎn)；當(dāng)分塊子系統(tǒng)未與前向斷路器相連時再判斷分塊子系統(tǒng)與切換幵關(guān)的連接關(guān)系當(dāng)分塊子系統(tǒng)與切換開關(guān)相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)為C類隔離和切換操作節(jié)點(diǎn)；當(dāng)分塊子系統(tǒng)未與切換開關(guān)相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。然后再判斷所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型是否均已確定當(dāng)所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型均已確定時，則進(jìn)行下一步計(jì)算；否則就對下一個分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障類型確定，直至第(3)——1)——③步中所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型均己確定為止。⑤確定配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的故障類型第(3)一O—④步完成后，將第(3)——1)——④步確定的各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型，加上第(3)——1)~~(D步確定的a類正常節(jié)點(diǎn)和第(3)——1)~~步確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，就確定出配電網(wǎng)枚舉的一個故障事件后所有節(jié)點(diǎn)的故障類型。2)計(jì)算配電網(wǎng)故障狀態(tài)下的潮流第(3)一D步完成后，首先應(yīng)用潮流計(jì)算程序，計(jì)算當(dāng)該枚舉計(jì)算的元件故障時配電網(wǎng)的潮流，然后進(jìn)行線路容量和電壓越限檢査當(dāng)無越限時，進(jìn)行下一步計(jì)算；當(dāng)有越限時，則采取無功補(bǔ)償措施后，再進(jìn)行越限檢查當(dāng)無越限時，進(jìn)行下一步計(jì)算；當(dāng)有越限時，則進(jìn)行負(fù)荷削減直至無越限為止。3)計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)第(3)——2)步完成后，首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)故障類型和削減負(fù)荷量計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)，然后判斷枚舉故障事件是否完成當(dāng)完成時，則進(jìn)行下一步計(jì)算；否則返回第(3)步再進(jìn)行故障事件枚舉，直至配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉完成為止。(4)計(jì)算配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)第(3)步完成后，即配電網(wǎng)中各線路、變壓器和斷路器等各元件的故障事件枚舉計(jì)算完成后，根據(jù)各次故障事件枚舉計(jì)算過程中第(3)——3)步的結(jié)果，計(jì)算配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)并輸出計(jì)算結(jié)果。配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)如下①系統(tǒng)平均停電頻率(SAIFI)指每個用戶在單位時間內(nèi)所遭受到的平均停電次數(shù)。由用戶停電總次數(shù)與用戶數(shù)之比表示；②系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間(SAIDI)指用戶在一年中所遭受的平均停電持續(xù)時間。由用戶停電時間總和與用戶數(shù)之比表示；③用戶平均停電持續(xù)時間(CAIDI)指每個用戶在一年中每次停電的平均持續(xù)時間。由用戶停電時間總和與用戶停電總次數(shù)之比表示；④平均供電可用率(ASAI)指每個用戶在一年中用電需求得到滿足的時間百分比。由實(shí)際供電總時戶數(shù)與要求供電總時戶數(shù)之比表示；⑤平均供電不可用率(ASUI)指每個用戶在一年中用電需求未得到滿足的時間百分比。由用戶停電總時戶數(shù)與用戶要求供電總時戶數(shù)之比表示；⑥系統(tǒng)缺供電量(ENS)指每個用戶在一年中負(fù)荷削減的期望數(shù)。⑦系統(tǒng)平均缺供電量(AENS)，由總?cè)彪娏颗c總用戶數(shù)之比表示。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下效果-①本發(fā)明方法不僅能夠計(jì)算簡單結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)的可靠性，還能計(jì)算帶子饋線的復(fù)雜配電網(wǎng)的可靠性，克服現(xiàn)有FMEA法、最小路法等的不足，并且模型通用性較好，便于推廣應(yīng)用；②本發(fā)明方法能夠根據(jù)故障范圍，用故障擴(kuò)散法直接判斷節(jié)點(diǎn)故障的類型，不用進(jìn)行等值處理，克服現(xiàn)有等值法的不足，不用進(jìn)行"合并"、"分解"工作，能一次性形成配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)；③本發(fā)明方法考慮了配電網(wǎng)中斷路器、分支線保護(hù)、隔離開關(guān)、備用電源、備用變壓器等設(shè)備配置的影響，計(jì)算速度快，且有較強(qiáng)的工程實(shí)用性。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于帶子饋線的復(fù)雜中壓配電網(wǎng)可靠性評估中，特別適用于3-10kV閉環(huán)設(shè)計(jì)開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中可靠性評估中。圖1為本發(fā)明方法的程序流程框圖；圖2為實(shí)施例配電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖。圖中，132.節(jié)點(diǎn)編號，33.變電站，34.斷路器，35.隔離開關(guān)，36.變壓器，37.負(fù)荷，38.熔斷器，39.切換開關(guān)，34.備用電源。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例如圖l、2所示，某配電網(wǎng)可靠性評估的故障擴(kuò)散方法的具體步驟如下(1)輸入配電網(wǎng)數(shù)據(jù)首先輸入配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和電氣數(shù)據(jù)及可靠性數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，包括配電網(wǎng)中線路及變壓器連接關(guān)系，斷路器、隔離開關(guān)等開關(guān)設(shè)備的安裝位置等；配電網(wǎng)的電氣數(shù)據(jù)，包括線路及變壓器電阻、電抗，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率、功率因素、同時系數(shù)等；配電網(wǎng)的可靠性數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)的線路及變壓器的故障率、修復(fù)時間，開關(guān)隔離操作時間等。附圖2所示是重慶電力公司某10kV配電網(wǎng)。附圖2所示配電網(wǎng)的部分結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下表所示.-<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>附圖2所示配電網(wǎng)的部分線路電氣數(shù)據(jù)如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>附圖2所示配電網(wǎng)的部分可靠性數(shù)據(jù)如下線路單位長度故障率0.065次/年*公里，修復(fù)時間5小時欣；變壓器故障率0.015次/年'臺，修復(fù)時間200小時欣；隔離開關(guān)操作時間l小時/次；切換開關(guān)操作時間1小時/次。(2)計(jì)算配電網(wǎng)正常運(yùn)行時的潮流第(1)步完成后，應(yīng)用配電網(wǎng)潮流計(jì)算程序，計(jì)算配電網(wǎng)正常運(yùn)行時的潮流，得到配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值及相角、各線路傳輸?shù)挠泄β始盁o功功率等。附圖2所示配電網(wǎng)的部分節(jié)點(diǎn)電壓幅值及相角結(jié)果如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>附圖2所示配電網(wǎng)的部分線路傳輸?shù)挠泄β始盁o功功率結(jié)果如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(3)配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉計(jì)算第(2)步完成后，采用狀態(tài)枚舉法，對配電網(wǎng)中各線路、變壓器和斷路器等元件，對其故障事件分別進(jìn)行枚舉計(jì)算。現(xiàn)以一個故障元件枚舉計(jì)算為例，其計(jì)算步驟如下1)確定配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的故障類型當(dāng)配電網(wǎng)中任何故障事件發(fā)生后，根據(jù)故障擴(kuò)散法，按照故障時間的不同，將配電網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)分成四類a類正常節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為零的節(jié)點(diǎn)；b類隔離操作節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為隔離操作時間的節(jié)點(diǎn)；C類隔離和切換操作節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為隔離操作加切換操作時間的節(jié)點(diǎn)；d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為元件修復(fù)時間的節(jié)點(diǎn)。①確定a類正常節(jié)點(diǎn)首先向前搜索斷路器并確定a類正常節(jié)點(diǎn)，即從枚舉計(jì)算的故障元件開始，逆著正常潮流方向搜索斷路器，第一個出現(xiàn)的斷路器為故障元件的前向斷路器。則配電網(wǎng)中故障元件所在饋線上的前向斷路器前端的節(jié)點(diǎn)和其它饋線上的所有節(jié)點(diǎn)確定為a類正常節(jié)點(diǎn)。對線路18-19為故障元件時舉例，逆著正常潮流方向搜索第一個出現(xiàn)的斷路器為線路5-18首端的斷路器，則可確定配電網(wǎng)中故障元件所在饋線上的前向斷路器前端的節(jié)點(diǎn)和其它饋線上的所有節(jié)點(diǎn){1,...，17,27，...,32}為a類正常節(jié)點(diǎn)。對線路4-ll為故障元件時舉例，前向斷路器為線路l-2首端的斷路器，則該配電網(wǎng)中沒有節(jié)點(diǎn)為a類正常節(jié)點(diǎn)；②確定d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)第(3)——1)——①步完成后，再進(jìn)行故障擴(kuò)散并確定d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，即從枚舉計(jì)算的故障元件開始向配電網(wǎng)各方向擴(kuò)散，并判斷是否遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端當(dāng)遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端時，則停止該方向的擴(kuò)散；否則繼續(xù)向外擴(kuò)散直到各方向均遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端為止。則故障擴(kuò)散過程中遍歷到的節(jié)點(diǎn)均確定為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。對線路4-11為故障元件時舉例，從枚舉計(jì)算的線路4-11開始向各方向擴(kuò)散，擴(kuò)散至節(jié)點(diǎn){3，5,6,12}時遇到隔離開關(guān)，搜索至節(jié)點(diǎn){14}時到達(dá)線路末端，至此各方向都遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端，則停止擴(kuò)散，得到節(jié)點(diǎn)(3,4，5，ll，12，l^為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。對線路18-19為故障元件時舉例，從枚舉計(jì)算的線路18-19開始向各方向擴(kuò)散，擴(kuò)散至節(jié)點(diǎn){18，19}時遇到隔離開關(guān)，至此各方向都遇到隔離開關(guān)，則停止擴(kuò)散，得到節(jié)點(diǎn){18，19}為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。③形成分塊子系統(tǒng)第(3)一1)②步完成后，再形成分塊子系統(tǒng)，即首先在配電網(wǎng)中刪除第(3)——1)——①步中確定的a類正常節(jié)點(diǎn)，再刪除第(3)——1)——②步中確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，則配電網(wǎng)中剩余的部分被分割成若干個分塊子系統(tǒng)。對線路l8-19為故障元件時舉例，首先在配電網(wǎng)中刪除前向搜索斷路器過程中確定的a類正常節(jié)點(diǎn)U,...,17,27,...,32}，再刪除故障擴(kuò)散過程中確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)U8，19}，則配電網(wǎng)中剩余的部分被分割成的分塊為{21}，{20,22,23,...,26}。對線路4-11為故障時舉例，刪除故障擴(kuò)散過程中確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn){3,4,5,11,12，14}，則配電網(wǎng)中剩余的部分被分割成的分塊為U，2,9,10}，{18,19,...,26}，{7,8,27，.."32}，{13,15,16,17}。④確定各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型第(3)一O—③步完成后，確定各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型?，F(xiàn)以一個分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型的確定為例，其它分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型的確定依此進(jìn)行。首先判斷分塊子系統(tǒng)與第(3)——1)——①步中的前向斷路器的連接關(guān)系當(dāng)分塊子系統(tǒng)與前向斷路器相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)均為b類隔離操作節(jié)點(diǎn)；當(dāng)分塊子系統(tǒng)未與前向斷路器相連時再判斷分塊子系統(tǒng)與切換開關(guān)的連接關(guān)系當(dāng)分塊子系統(tǒng)與切換開關(guān)相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)為C類隔離和切換操作節(jié)點(diǎn)；當(dāng)分塊子系統(tǒng)未與切換開關(guān)相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。然后再判斷所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型是否均己確定當(dāng)所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型均已確定時，則進(jìn)行下一步計(jì)算；否則就對下一個分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障類型確定，直至第(3)—1)——③步中所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型均已確定為止。對線路18-19為故障元件時舉例，由上一步得配電網(wǎng)中剩余的部分被分割成的分塊為{21}，{20,22,23,...,26}。分塊{21}的節(jié)點(diǎn)與前向斷路器相連，則該分塊中的節(jié)點(diǎn)均為b類隔離操作節(jié)點(diǎn)；分塊子{20,22,23,...,26}中的節(jié)點(diǎn)均未與前向斷路器相連，但與切換開關(guān)相連，則該分塊中的節(jié)點(diǎn)為c類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)。⑤確定配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的故障類型第(3)—1)—④步完成后，將第(3)—1)—④步確定的各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型，加上第(3)——1)——①步確定的a類正常節(jié)點(diǎn)和第(3)——1)—②步確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，就確定出配電網(wǎng)枚舉的一個故障事件后所有節(jié)點(diǎn)的故障類型。對線路18-19為故障元件時舉例，將配電網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)分為4類節(jié)點(diǎn){1,...,17,27,...,32}為a類正常節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn){21}為1)類；節(jié)點(diǎn){20,22,23,...,26}為(:類；節(jié)點(diǎn){18-19}為d類。2)計(jì)算配電網(wǎng)故障狀態(tài)下的潮流第(3)一1)步完成后，首先應(yīng)用潮流計(jì)算程序，計(jì)算當(dāng)該枚舉計(jì)算的元件故障時配電網(wǎng)的潮流，然后進(jìn)行線路容量和電壓越限檢査當(dāng)無越限時，進(jìn)行下一步計(jì)算；當(dāng)有越限時，則采取無功補(bǔ)償措施后，再進(jìn)行越限檢査當(dāng)無越限時，進(jìn)行下一步計(jì)算；當(dāng)有越限時，則進(jìn)行負(fù)荷削減直至無越限為止。3)計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)第(3)~~2)步完成后，首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)故障類型和削減負(fù)荷量計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)，然后判斷枚舉故障事件是否完成當(dāng)完成時，則進(jìn)行下一歩計(jì)算；否則返回第(3)步再進(jìn)行故障事件枚舉，直至配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉完成為止。(4)計(jì)算配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)第(3)步完成后，即配電網(wǎng)中各線路、變壓器和斷路器等各元件的故障事件枚舉計(jì)算完成后，根據(jù)各次故障事件枚舉計(jì)算過程中第(3)——3)步的結(jié)果，計(jì)算配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)并輸出計(jì)算結(jié)果。附圖2所示配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)如下表所示:SAIFI[次/(戶年)]SAIDI[小時/(戶年)]CAIDI[小時/(戶次)]ASAIASUIENS[kwh/年]AENSDcwh/C戶年)]1.15948.8477.6310.99柳00.00101026297.3312.25從上述結(jié)果可知，運(yùn)用本方法評估中壓配電網(wǎng)可靠性時，考慮了斷路器、分支線保護(hù)、隔離開關(guān)、備用電源、備用變壓器等設(shè)備配置的影響；對帶子饋線的復(fù)雜配電網(wǎng)絡(luò)非常有效，算法接口簡單，便于工程人員學(xué)習(xí)實(shí)用，并且通用性較好，可以有效地處理閉環(huán)設(shè)計(jì)開環(huán)運(yùn)行的中壓配電網(wǎng)可靠性評估。權(quán)利要求1、一種配電網(wǎng)可靠性評估的故障擴(kuò)散方法，利用計(jì)算機(jī)，通過程序進(jìn)行計(jì)算，其特征在于具體方法步驟如下(1)輸入配電網(wǎng)數(shù)據(jù)首先輸入配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和電氣數(shù)據(jù)及可靠性數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，包括配電網(wǎng)中線路及變壓器連接關(guān)系，斷路器、隔離開關(guān)的安裝位置；配電網(wǎng)的電氣數(shù)據(jù)，包括線路及變壓器電阻、電抗，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率、功率因素、同時系數(shù)；配電網(wǎng)的可靠性數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)的線路及變壓器的故障率、修復(fù)時間，開關(guān)隔離操作時間；(2)計(jì)算配電網(wǎng)正常運(yùn)行時的潮流第(1)步完成后，應(yīng)用配電網(wǎng)潮流計(jì)算程序，計(jì)算配電網(wǎng)正常運(yùn)行時的潮流，得到配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值及相角、各線路傳輸?shù)挠泄β始盁o功功率；(3)配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉計(jì)算第(2)步完成后，采用狀態(tài)枚舉法，對配電網(wǎng)中各線路、變壓器和斷路器元件，對其故障事件分別進(jìn)行枚舉計(jì)算，現(xiàn)以一個故障元件枚舉計(jì)算為例，其計(jì)算步驟如下1)確定配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的故障類型當(dāng)配電網(wǎng)中任何故障事件發(fā)生后，根據(jù)故障擴(kuò)散法，按照故障時間的不同，將配電網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)分成四類a類正常節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為零的節(jié)點(diǎn)；b類隔離操作節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為隔離操作時間的節(jié)點(diǎn)；c類隔離和切換操作節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為隔離操作加切換操作時間的節(jié)點(diǎn)；d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，即配電網(wǎng)故障事件發(fā)生后，故障時間為元件修復(fù)時間的節(jié)點(diǎn)；①確定a類正常節(jié)點(diǎn)首先向前搜索斷路器并確定a類正常節(jié)點(diǎn)，即從枚舉計(jì)算的故障元件開始，逆著正常潮流方向搜索斷路器，第一個出現(xiàn)的斷路器為故障元件的前向斷路器，則配電網(wǎng)中故障元件所在饋線上的前向斷路器前端的節(jié)點(diǎn)和其它饋線上的所有節(jié)點(diǎn)確定為a類正常節(jié)點(diǎn)；②確定d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)第(3)——1)——①步完成后，再進(jìn)行故障擴(kuò)散并確定d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，即從枚舉計(jì)算的故障元件開始向配電網(wǎng)各方向擴(kuò)散，并判斷是否遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端當(dāng)遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端時，則停止該方向的擴(kuò)散；否則繼續(xù)向外擴(kuò)散直到各方向均遇到隔離開關(guān)或到達(dá)線路末端為止，則故障擴(kuò)散過程中遍歷到的節(jié)點(diǎn)均確定為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)；③形成分塊子系統(tǒng)第(3)——1)——③步完成后，再形成分塊子系統(tǒng)，即首先在配電網(wǎng)中刪除第(3)——1)——①步中確定的a類正常節(jié)點(diǎn)，再刪除第(3)——1)——②步中確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，則配電網(wǎng)中剩余的部分被分割成若干個分塊子系統(tǒng)；④確定各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型第(3)——1)——③步完成后，確定各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型，現(xiàn)以一個分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型的確定為例，其它分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型的確定依此進(jìn)行，首先判斷分塊子系統(tǒng)與第(3)——1)——①步中的前向斷路器的連接關(guān)系當(dāng)分塊子系統(tǒng)與前向斷路器相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)均為b類隔離操作節(jié)點(diǎn)；當(dāng)分塊子系統(tǒng)未與前向斷路器相連時再判斷分塊子系統(tǒng)與切換開關(guān)的連接關(guān)系當(dāng)分塊子系統(tǒng)與切換開關(guān)相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)為c類隔離和切換操作節(jié)點(diǎn)；當(dāng)分塊子系統(tǒng)未與切換開關(guān)相連時，則該分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)為d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，然后再判斷所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型是否均已確定當(dāng)所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型均已確定時，則進(jìn)行下一步計(jì)算；否則就對下一個分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障類型確定，直至第(3)——1)——③步中所有分塊子系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)故障類型均已確定為止；⑤確定配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的故障類型第(3)——1)——④步完成后，將第(3)——1)——④步確定的各分塊子系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的故障類型，加上第(3)——1)——①步確定的a類正常節(jié)點(diǎn)和第(3)——1)——②步確定的d類元件修復(fù)節(jié)點(diǎn)，就確定出配電網(wǎng)枚舉的一個故障事件后所有節(jié)點(diǎn)的故障類型；2)計(jì)算配電網(wǎng)故障狀態(tài)下的潮流第(3)——1)步完成后，首先應(yīng)用潮流計(jì)算程序，計(jì)算當(dāng)該枚舉計(jì)算的元件故障時配電網(wǎng)的潮流，然后進(jìn)行線路容量和電壓越限檢查當(dāng)無越限時，進(jìn)行下一步計(jì)算；當(dāng)有越限時，則采取無功補(bǔ)償措施后，再進(jìn)行越限檢查當(dāng)無越限時，進(jìn)行下一步計(jì)算；當(dāng)有越限時，則進(jìn)行負(fù)荷削減直至無越限為止；3)計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)第(3)——2)步完成后，首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)故障類型和削減負(fù)荷量計(jì)算負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)，然后判斷枚舉故障事件是否完成當(dāng)完成時，則進(jìn)行下一步計(jì)算；否則返回第(3)步再進(jìn)行故障事件枚舉，直至配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉完成為止；(4)計(jì)算配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)第(3)步完成后，即配電網(wǎng)中各線路、變壓器和斷路器各元件的故障事件枚舉計(jì)算完成后，根據(jù)各次故障事件枚舉計(jì)算過程中第(3)——3)步的結(jié)果，計(jì)算配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)并輸出計(jì)算結(jié)果。全文摘要一種配電網(wǎng)可靠性評估的故障擴(kuò)散方法，涉及放射狀運(yùn)行的中壓配電網(wǎng)可靠性評估方法。本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)，通過程序，采用狀態(tài)枚舉法進(jìn)行配電網(wǎng)中各元件的故障事件枚舉計(jì)算，并進(jìn)行配電網(wǎng)潮流計(jì)算及配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)計(jì)算并輸出。本發(fā)明能一次性形成配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)，能計(jì)算簡單結(jié)構(gòu)和帶子饋線復(fù)雜結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)的可靠性，還考慮了配電網(wǎng)中斷路器、分支線保護(hù)、隔離開關(guān)、備用電源、備用變壓器等影響，模型的通用性好，計(jì)算速度快，工程實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于中壓配電網(wǎng)的可靠性評估中，特別適用于3-20kV配電網(wǎng)的可靠性評估。文檔編號H02J3/00GK101685968SQ200910104430公開日2010年3月31日申請日期2009年7月24日優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日發(fā)明者周念成,睿孫,侃曹,李春燕,博胡,謝開貴,淵趙,霞趙申請人:重慶大學(xué)