复杂配电系统的可靠性评估

孙晓凤，胡永腾鸡西市郊区农电局

复杂配电系统的可靠性评估

孙晓凤，胡永腾鸡西市郊区农电局

配电系统的可靠性对与国家电力系统的正常运行有很大的关系，配电系统的可靠性评估可以对于城市电网的改造和扩展作出良好的建议，对于国家电网的进一步发展也有很大的意义，本文对于配电系统的可靠性评估进行了分析和介绍。

复杂配电系统；可靠性

一、配电系统评估的基本方法

配电系统的可靠性评估可以提高人们对于城市输电网络的可用度的认识，便于人们对现有的输电网络进行改造，在当今的电力系统的改造和施工之中，对配电系统的可靠性评估已经成为不可缺少的元素。

在传统的配电系统的可靠性评估之中，一般是对配电系统的运行状态进行分析和研究。在一般的电力系统之中，配电系统一般是呈辐射状或是开环辐射状进行运行。在系统的评定之中，基本的评估方法是对于系统的故障模式和故障结果进行模拟分析，进而得出系统是否稳定。在测试之中，可靠性评估测试主要是以配电系统之中的元件为测试的对象，对于元件可能出现的故障模式和故障原因进行假设之后，分析每一种故障对电力系统的正常运行造成的影响，最终综合故障模式和后果的分析，对配电系统的可靠性作出评估。

一般在可靠性评估之中，工作人员一般采用FMEA法，该方法即将所有可能的故障和后果进行列表的分析，并进行评估。但是该方法可使用的范围较小，一般只可以应用于较为小型的配电系统，这一类系统的元件数目和操作方式较为有限，因此，通过一定的穷举法可以分析出每一种可能的后果。

在大型的配电系统的分析之中，FMEA法就不再使用，大型系统内部的电子元件和操作方式多样，其内部的电路网络的复杂程度超过小型系统的数倍以上，使用对每类故障和后果进行分析的方法就不再适用。因此，在结构复杂的大型电网之中，电路网络的工程评估人员一般使用最小路法对电路的稳定性进行评估，这种方法在使用之中是将电路网络之中的非最小路上的元件对负荷点可靠性的影响折算到系统的最小路上，再依次计算各个负荷点的可靠性指标，进而得出电路系统的稳定评估。这种方法对于大型电路系统的可靠性评估计算有较大的帮助，比起穷举计算，减少了大量的电路分析实践和计算过程，较为适合大型电路系统的稳定性评估。但是，最小路法的使用过程之中，其计算方法并不适合评估带有支馈线的复杂配电网络，在这类网络的可靠性评估之中，最小路折算法依然需要大量的假设和计算。

二、复杂配电系统的可靠性评估

1、简单系统的评估

在基本的电路网络之中，简单配电系统的基本组成是一条主馈线，其主要的电子元件包括变压器，输电线，断路器和隔离开关等元器件，并在电路的馈线末端借有备用电源，以防止电路因故障而失去电源。主馈线的主要结构是由输电线、熔断器和变压器组成的负荷支路，其结构较为简单。

在进行简单配电系统的可靠性评估时，检测人员一般会将配电系统内部的电路进行等效的变化，并组成仅有负荷回路和馈线段串联而成的简单逻辑电路。配电系统的负荷点进行可靠性评估的主要指标是系统的平均故障率，平均停运次数和平均停运时间。

一般在较为复杂的系统分析之中，工程人员会将系统简化为基本的状态模型进行分析，在常用的系统模型之中，用于评估可靠性的模型一般是将配电系统简化为三状态模型进行分析。在模型之中，主要的模型元素包括系统的正常运行状态，系统的故障修复状态，计划检修状态，三种状态分别以系统之中的故障修复率、计划检修率和计划修复率为影响因素被，在三种状态之间相互转换。

将断路器划分的模型计算需要较大的计算量，其元件本身结构的复杂性决定了模型化计算时，影响计算结果的因素很多。在模型化的过程之中，一般把断路器模拟为七状态的模型进行运行上的分析和计算，以对于此元件的复杂状态进行全面的计算，其状态模型如下：

断路器模型之中的七种状态分别是正常运行状态、计划检修状态、临时检修状态、误动状态、接地或绝缘故障状态、拒动状态和故障修复状态。各种状态之间互相影响，在模型的计算之中，工程人员会将这些状态对周围元件的影响和对系统正常运行的危害进行合并，并就各个状态之间的共同点，将临时检修状态、误动状态、故障修复状态等近似合并为修复状态，，将较为复杂的系统简化为三状态模型进行分析和计算，并研究其可靠性。

2、由简单系统到复杂系统的评估

实际的配电系统较为复杂，是由多条简单配电系统电路相互组合而形成的复杂系统，在实际的配电系统之中，一般将系统划分为主馈线和副馈线，然后利用可靠性等值的计算方法，将各条馈线等值为简单地辐射状配电网络，进而简化复杂系统可靠性评估时的繁琐计算。

在进行简化时，各条馈线的简化方法与简单配电并系统的简化方法类似，以一条馈线为系统，然后将该条馈线简化为三状态模型，进行可靠性评估。在完成各条馈线的计算和评估之后，在将各条馈线等值为基本配电系统的辐射状网络，得出对整个系统的评估结果。

在复杂系统简化为多条馈电线路组成的辐射状网络之后，其基本的可靠指标可以根据简化系统之中系统的正常运行状态，系统的故障修复状态，计划检修状态等几个指标进行计算，各个可靠指标均可以通过对基本指标的计算得出。

三、结语

在复杂配电系统的可靠性评估之中，其主要的思路就是对复杂系统的简化和等效，复杂的配电系统可以等效为多个简单系统的组合，简单的配电系统可以等效为多个电路馈线的联合，最小路法的提出更是加快了可靠性评估的计算效率。在电力系统的可靠性评估之中，工程人员对系统进行了简化处理，为电力系统的改造和扩建提供了理论依据。

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