基于配电系统可靠性评估方法与应用研究

潘基灵

【摘 要】配电系统将在电力系统和用户的连接和分配给电力能源，包括配电变电站，高低压配电线路，馈线等网络和设备的用户和供应商。配电系统作为直接连接到用户的直接影响用户的正常供电，在安全、可靠和经济的供电中起着重要的作用。随着社会的发展和经济结构的调整，信息产业已成为越来越多的行业特有的电力供应，对供电可靠性的要求越来越高。

【关键词】配电系统；靠性评估方法；应用

0 引言

随着电力市场的开放，电力系统规划和运行变得越来越复杂，电力系统的可靠性变得非常困难。电力系统可靠性评估的一个全面的、系统的、定量的方法。发展配电系统可靠性分析工具是非常重要的。

1 配电系统可靠性评估研究现状

随着我国社会经济的快速发展，电力用户的可靠性要求越来越高。长期以来，电力系统的可靠性主要集中于发电系统的可靠性和电力系统的可靠性。相比之下，配电系统的可靠性远未受到重视。其主要原因是设备和配电系统的发电系统相对集中，设备的投资大，建设周期长，发电能力的停电造成的电力故障严重和广泛的社会影响，更容易引起人们的关注。但是随着经济技术的发展，人们的生活质量也在不断提高，供电可靠性也越来越高。同时，区域分布网络正变得越来越完善。

配电系统是电力系统的一个重要环节，它是电力系统与电力供应、电力供应与分配的重要环节。由于电力生产，供应和使用的特点，同时，一旦配电系统设备故障或维护，它会导致系统的电力用户停电。绝大多数配电系统采取环设计，开环成一个径向运行模式，单一故障是比较敏感的，所以故障率也较高。据不完全统计，超过80%的电力用户故障是由电力系统故障造成的。随着电力体制改革的进行，电力分配系统的故障造成的经济损失以及对社会的影响将成为电力价格的一个重要因素。配电系统可靠性研究是保证供电质量，提高电力工业现代化水平的重要手段。提高和完善电力行业生产技术和管理水平，提高经济效益和社会效益，促进城市电网建设和改造，具有重要的指导作用。因此，配电系统的可靠性对整个电力系统的可靠性研究起着重要的作用。

2 配电网可靠性价值评估的理论基础

现代公共工程成本—效益分析理论的起源，最早可追溯到1844年法国工程师Jules.Dupuit发表的论文《公共工程项目效用的测算》。1920年，英国人A. C. Pigou出版了《福利经济学》一书，将边际分析方法应用到了成本—效益分析中，奠定了成本—效益分析方法的理论基础。

可靠性成本—效益分析可用A. C. Pigou的边际分析方法来说明。定义可靠性边际成本为增加一个单位可靠性水平而需增加的投资成本；定义可靠性边际效益为因增加了一个单位可靠性水平而获得的效益（亦即因此减少的停电成本）。

在图1所示的可靠性成本—效益分析曲线中，MC代表可靠性边际成本曲线；MB代表可靠性边际效益曲线；TC为边际供电总成本曲线。

当满足式（3）时，可靠性边际成本等于可靠性边际效益，即图1中的曲线MC与MB相交点，此时净效益最大，所对应的R m是最合理的供电系统可靠性水平。式（3）就是供电企业配电网改造的可靠性优化准则。

3 系统可靠性综合评估应用的实现

状态抽样：ls-epras利用蒙特卡罗仿真进行电网可靠性的综合评估，在进行电网充裕度和稳定度评估之前，要对系统状态空间进行抽样，形成仿真样本，通过大量的确定性计算统计各种可靠性指标。

网络连通性评估。当系统中的开关（开或闭）时，原有的拓扑结构会发生变化，并快速、有效地根据网络的变化进行静态安全评估是一项至关重要的任务。将网络连通性评价应用于系统的网络拓扑分析，并从系统的概率的角度来寻找切割点和桥，计算出各总线的概率成桥和各支路成桥。地面功率流计算是可靠性综合评价的基础。系统的流量计算在静态等值的基础上，给出了系统（内部）系统运行状态信息，并考虑系统中可能出现的各种干扰（发电机、输电线路断开、输出负载调节、分接开关调节等）。

电网故障风险评估对系统各元件可能发生的各种故障（包括复故障）进行抽样计算，用于指导电力系统结构设计、电气一次二次设备的选择。

静态安全风险评估是基于静态安全评估风险的不确定因素，对电力系统运行中的操作风险进行定量评估的损失所造成的损失。

最优潮流风险评估。在最优潮流的基础上，考虑了负载的随机效应和传输设备故障对最优潮流的影响。同时，通过合理调整变压器分接头、开关电容、发电机无功功率，系统电压保持在最合理的水平，系统传输损耗尽可能小，避免了不合理的无功传输。所有的任务都必须确保系统中所有组件的操作不会发生更多的限制。在这个系统中，有功和无功的交叉近似算法是用来计算的主动近似模型，它可以用来计算在2至5的快速分解方法的最佳功率流。

4 结语

随着电力市场的发展，电力系统可靠性经济学在配电网改造中的应用，将得到越来越广泛的应用。在实际工程应用中，可以根据可靠性评估的计算方法和可靠性优化软件包的开发，为提高供电可靠性的可靠性提供科学依据。充分体现了实用化、大众化的特点，处于国内领先水平，且便于在各级配电供电企业中推广使用。

【参考文献】

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[责任编辑：汤静]