CN108197803A - 一种城市高压配电网规划可靠性估算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，该方法为，首先将高压配电网分区运行，将每一分区简化为某一典型接线模式；分析每个分区典型接线模式的单重、二阶故障估算公式；将高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线模式SAIDI的加权平均。本发明将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作相互独立，并简化为某一典型接线模式，并分析典型接线模式的单重、二阶故障估算公式；然后将规模庞大高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线SAIDI的加权平均，从而使得针对整个高压配电网可靠性估算这一复杂问题得以简化。

Description

一种城市高压配电网规划可靠性估算方法
技术领域
本申请涉及配电网技术领域，具体涉及一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，可直观快速地对城市高压配电网可靠性指标进行估算。
背景技术
常规的高压配电网可靠性评估方法一般需要收集完整网络数据，利用商业软件或计算机编程对网络进行计算，对工程人员要求较高。考虑到高压配电网的接线模式较为固定，常见的接线方式有T型接线、链式接线、环型接线和辐射状接线，在实际工程中，工程师希望对这些典型接线模式可靠性进行直观快速的估算，因此高压配电网可靠性估算的简化计算公式显得很有必要。
现有方法存在的问题：
(1)一些传统方法对高压配电网不同接线方式可靠性进行了排序，但未给出各接线方式可靠性指标的计算方式。
(2)一些传统方法对部分接线形式进行了可靠性分析，得到了输电网可靠性指标解析表达式，但该分析的接线方式较少且解析表达式复杂。
(3)近年来中压配电网可靠性估算有许多研究成果，但是由于高压配电网和中压配电网的开关配置方式和联络方式有很大差异，因此不能直接套用中压配电网可靠性估算的表达式。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种城市高压配电网规划可靠性估算方法。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：该方法为，
首先将高压配电网分区运行，将每一分区简化为某一典型接线模式；
分析每个分区典型接线模式的单重、二阶故障估算公式；
将高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线SAIDI的加权平均。
进一步，所述的典型接线模式为3T接线、双链接线、双辐射、双环接线中的一种。
进一步，针对每个典型接线模式，分析每分区运行的高压配电网的一阶故障影响，包括高压配电网的单重故障、开关单重故障、变压器单重故障和单重母线故障的影响，并推导出高压配电网的单重故障、开关单重故障、变压器单重故障和单重母线故障影响的总和的SAIDI指标简化公式。
进一步，针对每个典型接线模式，分析每分区运行的高压配电网的二阶故障影响，并推导出二阶故障SAIDI指标简化公式。
进一步，所述二阶故障的形式包括故障修复期间另一元件故障，计划检修期间另一元件故障；
所述故障修复期间另一元件故障包括两并联线路二阶故障、两并联变压器二阶故障；
所述计划检修期间另一元件故障包括并联线路支路和并联变压器支路两种形式。
进一步，所述的将高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线SAIDI的加权平均具体为，各分区接线模式所接用户数与待估算区域总用户数的占比作为相应权重，待估算区域的系统平均停电持续时间可表示为：
式中，SAIDIS表示待估算区域的系统平均停电持续时间；H表示所有分区典型接线模式总数；NM表示典型接线模式种类数量；wh表示第h种典型接线模式的用户数占待估算区域总用户数的比例；SAIDIh表示第h种典型接线模式的系统平均停电持续时间，为第h种典型接线模式单重故障SAIDI指标和二阶故障SAIDI指标之和。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明首先将高压配电网通常分片运行，各分片运行高压配电网可看作相互独立，并简化为某一典型接线模式，并分析典型接线模式的单重、二阶故障估算公式；然后将规模庞大高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线SAIDI的加权平均，从而使得针对整个高压配电网可靠性估算这一复杂问题得以简化。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法的流程图；
图2为本发明所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法中待估算区域的系统平均停电持续时间计算方法示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，该方法为，
S1首先将高压配电网分区运行，将每一分区简化为某一典型接线模式。
具体地，所述的典型接线模式包括3T接线、双链接线、双辐射和双环接线等。
S2分析每个分区典型接线模式的单重、二阶故障估算公式。
具体地，基于同一类元件可靠性参数相同，所有元件故障转供时间相同，同一变电站各母线用户数相同和忽略电压及容量约束，针对每个典型接线模式，利用线路单重故障、开关单重故障、变压器单重故障和单重母线故障影响推导出的单重故障SAIDI指标简化公式，得到城市高压配网某分区某典型接线模式的单重故障SAIDI指标。
具体地，单重故障及SAID如下表所示：
式中，M1、M2、M3分别表示变电站1、变电站2和变电站3的用户数，L1为供电电源(上级变电站)到变电站1线路长度，L2为变电站1到变电站2线路长度，L4为变电站3到供电电源(上级变电站)线路长度，λl表示线路故障率，λs表示断路器故障率，λt表示变压器故障率，L表示两供电电源间(上级变电站)线路总长度，rs表示开关切换时间，rs,f表示开关故障修复时间，rl,f表示线路单位长度故障修复时间，rt,f表示变压器故障修复时间。
基于同一类元件可靠性参数相同，所有元件故障转供时间相同，同一变电站各母线用户数相同和忽略电压及容量约束，针对每个典型接线模式，利用二阶故障(包括故障修复期间另一元件故障和计划检修期间另一元件故障)推导出的SAIDI指标简化公式，得到城市高压配网某分区某典型接线模式的二阶故障SAIDI指标。如下表所示：
其中，
式中，M1和M2分别表示变电站1和2的用户数，λl表示线路故障率，λs表示断路器故障率，λt表示变压器故障率，L表示两供电电源间(上级变电站)线路总长度，rs表示开关切换时间，rs,f表示开关故障修复时间，rl,f表示线路单位长度故障修复时间，rt,f表示变压器故障修复时间，λ″s表示开关计划检修率，r″s,f表示开关计划检修时间，λ″l表示线路单位长度计划检修率，r″l,f表示线路计划检修时间。
其中所述前述的单重故障和二阶故障是基于同一分区的同一典型接线模式计算获得。
将单重故障SAIDI指标和二阶故障SAIDI指标相加作为城市高压配网某分区某典型接线模式的SAIDI指标。
S3将高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线模式SAIDI的加权平均。
具体地，将各分区接线模所接用户数与待估算区域总用户数的占比作为相应权重，待估算区域的系统平均停电持续时间可表示为，如图2所示：
式中，SAIDIS表示待估算区域的系统平均停电持续时间；NM表示典型接线模式数量；wh表示第h种典型接线模式的用户数占待估算区域总用户数的比例；SAIDIh表示第h种典型接线模式的系统平均停电持续时间，为第h种典型接线模式单重故障SAIDI指标和二阶故障SAIDI指标之和。
于本实施例中，对于典型接线模式的用户数，根据可获取的数据情况，采用变电站所供馈线的配变个数，或将每个变电站的低压母线当作一个用户。
本发明将高压配电网通常分片运行，各分片运行高压配电网可看作相互独立，并简化为某一典型接线模式，并分析典型接线模式的单重、二阶故障估算公式；然后将规模庞大高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线SAIDI的加权平均，从而使得针对整个高压配电网可靠性估算这一复杂问题得以简化。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：该方法为，
首先将高压配电网分区运行，将每一分区简化为某一典型接线模式；
分析每个分区典型接线模式的单重、二阶故障的SAIDI指标简化公式；
将高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线模式SAIDI的加权平均。
2.根据权利要求1所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：所述的典型接线模式为3T接线、双链接线、双辐射、双环接线中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：针对每个典型接线模式，分析每分区运行的高压配电网的一阶故障影响，包括高压配电网的单重故障、开关单重故障、变压器单重故障和单重母线故障的影响，并推导出高压配电网的单重故障、开关单重故障、变压器单重故障和单重母线故障影响的总和的SAIDI指标简化公式。
4.根据权利要求3所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：针对每个典型接线模式，分析每分区运行的高压配电网的二阶故障影响，并推导出二阶故障SAIDI指标简化公式。
5.根据权利要求4所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：所述二阶故障的形式包括故障修复期间另一元件故障，计划检修期间另一元件故障；
所述故障修复期间另一元件故障包括两并联线路二阶故障、两并联变压器二阶故障；
所述计划检修期间另一元件故障包括并联线路支路和并联变压器支路两种形式。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种城市高压配电网规划可靠性估算方法，其特征在于：所述的将高压配电网的SAIDI计算转化为各分区典型接线SAIDI的加权平均具体为，各分区接线模式所接用户数与待估算区域总用户数的占比作为相应权重，待估算区域的系统平均停电持续时间可表示为：
式中，SAIDIS表示待估算区域的系统平均停电持续时间；NM表示典型接线模式种类数量；wh表示第h种典型接线模式的用户数占待估算区域总用户数的比例；SAIDIh表示第h种典型接线模式的系统平均停电持续时间，为第h种典型接线模式单重故障SAIDI指标和二阶故障SAIDI指标之和。
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