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配电网可靠性计算评估的案例综述

目录

TOC\o1-2\h\u21008配电网可靠性计算评估的案例综述 1

121301.1简化算法 1

98641.2停电过程和模型假设 1

257151.3模型推导 2

37301.3.1双T接线 2

150461.3.2链式接线 5

296711.3.3二阶故障 7

58801.4公式汇总及算例 9

1.1简化算法

目前学术界对于中压（）配电网的分析较为全面，并相继汇总出一系列用来计算可靠性的公式，使得研究中压线路的可靠性时更加简便[36-38]。但是在研究高压（）配电系统可靠性时，因为电压等级的更改、配电系统中器件的不同和配电网结构的改变，则需要重新研究出一套适用于高压配电系统的简化公式，不可以直接使用已知中压配电系统的计算公式，本章将致力于分析简化算法的研究过程，最终得到简化公式，并用之进行可靠性指标的计算。

高压配电网通常分片运行，在近似估算情况下，各分片运行高压配电网可看成相互独立并简化为某一典型接线模式。因此，本章的总体思路是将规模庞大的高压配电网的计算转化为各分片区域典型接线总体的算术平均值，继而将得到高压配电网的可靠性指标的计算简化公式，使得计算过程更加简便。

1.2停电过程和模型假设

停电过程就是当某一元器件停止工作时，开环操作系统中，在其控制作用下，使得最靠近停止工作的元器件的高位断路器同时停止工作，闭环操作系统则使得最靠近停止工作的元器件的全部断路器同时也停止工作。

为了便于计算典型接线可靠性指标，本文考虑简化可靠性指标的公式，为此做出如下假设：

假设一：变电站母联开关均为断开状态，断路器分布在变压器和线路周围，断路器均正常工作，可以有效保护线路和变压器。

假设二：同一类型的元器件可靠性参数相同。

假设三：在一个变电站内，虽然变压器的类型和结构不同，但对应的等效使用次数是一致且不变的。

假设四：不考虑电压变化对可靠性指标的影响。

假设五：不考虑配电系统容量对可靠性指标的影响。

假设六：忽略变电站高压侧母线故障引起的负荷转供时间（但要考虑高压单母线不分段情况下的母线停电时间），不考虑低压侧母线故障的影响。

假设七：不考虑计划停运的转供时间（但要考虑辐射型线路和变压器计划停运时间），多重故障中仅考虑Ⅰ类二次故障。

1.3模型推导

基于前文对高压配电网可靠性合理指标的选择，采用法，本节分别以型接线和链式接线为例分元件推导其故障对系统平均停电时间的贡献。

1.3.1双T接线

在实际应用中，型接线被广泛应用的有两种结构，第一种：配电系统中变电站中每个子系统中包含两个用于配电的变压器（升压、降压）一般称之为双接线，第二种：变电站中每个子系统中包含3个用于配电的变压器的（升压、降压）称之为3接线。本章以双接线为例，如图4-1和图4-2所示。

图4-1线路接线图

图4-2变电站接线

(1)线路故障：当配电系统中发生故障在双型结构的随机一条线路上，因为双结构中的线路为并行结构，只要还有线路正常运行，负荷均可以转移至未故障的线路，因此实际的故障时间也就是转移到另外的线路上的时长，则上述情况对系统平均停电时间的影响的计算公式如式（4-1）所示：

（4-1）

式（4-1）中，和分别为变电站1和2的用户数；为线路故障停运率；为单条线路总长度；表示设备故障时负荷的转供时间。

(2)开关故障：此处开关一般意义是用于关合正常或异常情况下线路的高压断路器。以下断路器等同于开关，按照变电站中配电线路的层次结构，将断路器分为三种类型：前级出站保护高压断路器，进站保护断路器以及低压保护断路器。前级出站保护断路器发生开关故障，使得其对应送电线路发生停运，其后的负荷停止供电，不会影响当前变电站的其他送电线路。如果进站保护断路器发生开关故障，受影响的范围最大，不仅使得其对应送电线路发生停运，同时导致变电站直接停运，则变电站对应的所有出站线路均发生停运，全部负荷均停止供电。其中低压保护断路器发生故障时，受影响的范围最小，仅仅影响变压器低压侧用户用电。则上述情况下的开关故障对系统平均停电时间的影响的计算公式如式（4-2）所示：

（4-2）

式中，为开关故障停运率。

(3)变压器故障：如果变压器故障不影响其后的开关，而是变压器供电线路上的开关断开，则实际的故障时间也就是变压器负荷转移到另外的线路上的时长，则上述情况下的变压器故障对系统平均停电时间的影响的计算公式如式（4-3）所示：

（4-3）

式（4-3）中，为变压器故障率。

(4)单重故障对系统平均停电时间的贡献：综上，对于图4-1和图4-2的双接线，各元件一阶故障对系统平均停电时间的影响计算公式如式（4-4）所示：

（4-4）

1.3.2链式接线

双链典型接线的单线图和电气接