CN110147961A - 配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法 - Google Patents

配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110147961A
CN110147961A CN201910436333.1A CN201910436333A CN110147961A CN 110147961 A CN110147961 A CN 110147961A CN 201910436333 A CN201910436333 A CN 201910436333A CN 110147961 A CN110147961 A CN 110147961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
point
load
fault
distribution network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910436333.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110147961B (zh
Inventor
林丹
余涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201910436333.1A priority Critical patent/CN110147961B/zh
Publication of CN110147961A publication Critical patent/CN110147961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110147961B publication Critical patent/CN110147961B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供了配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，步骤为：S1、输入配电网可靠性分析所需的数据；S2、进行配电网主馈线的拓扑搜索；S3、进行开关元件可靠性参数的下游合并；S4、计算非开关元件的故障隔离时间；S5、进行非开关元件的故障模式后果分析；S6、计算各负荷点可靠性指标；S7、计算配电网系统可靠性指标。其中，步骤S4和S5考虑了配电自动化对配电网可靠性的影响，步骤S6在考虑了用户重要性差异的情况下进行可靠性指标计算。本发明综合考虑了配电自动化和用户重要性差异，提出一种新颖的配电网可靠性分析方法，与传统方法相比，其更适用于智能配电网的可靠性评估及规划。

Description

配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法
技术领域
本发明涉及配电网可靠性分析领域，尤其涉及一种配电自动化条件下考 虑用户差异的配电网可靠性分析方法。
背景技术
配电网是连接输电网和用户之间的桥梁，其供电可靠性直接影响着国民 经济的发展和人民生活水平的提升。配电自动化(Distribution Automation,DA) 技术是提高配电网供电可靠性和供电质量的重要手段，也是智能电网的重要 组成部分。配电网自动化系统一般由配电主站、配电子站和配电终端组成， 其中，配电终端是配电网自动化系统基本组成单元。不同种类的配电终端由 于其功能不一样，对配电网供电可靠性的提高程度也不一样。
馈线自动化作为配电自动化的重要内容，通过在开关设备或环网单元上 配置一遥终端、二遥终端、三遥终端，实现对开关设备和环网单元的监测与 控制，并减少完成故障定位、故障隔离和转供的时间，提高配电网供电可靠 性。
一遥终端，即故障指示器，具有减少工作人员巡线排查线路故障点的时 间的作用；二遥终端，具有遥信和遥测功能，能在线路发生故障时测量该开 关设备或环网单元的电流、电压系统状态量，并上传至配电子站或配电主站， 帮助工作人员远程确定故障点所在的范围；三遥终端，具有遥信、遥测和遥 控功能，除了具备二遥终端的作用，三遥终端还能使工作人员远程操控开关。
传统的配电网可靠性分析没有考虑配电自动化条件对配电网可靠性的影 响，通常只基于对配电网拓扑结构和开关布点的分析来计算配电网的可靠性， 该分析方法已不能准确地评估智能配电网的可靠性。而且，现有的配电网可 靠性评估极少考虑到各用户之间的重要性差异，若把用户对供电可靠性要求 的高低折合成权重计入配电网可靠性指标的计算中，这将使得可靠性评估结 果更能反映出配电网可靠性对用户用电体验的影响。因此，本发明综合考虑 了配电自动化和用户重要性差异，提出一种新颖的配电网可靠性分析方法。
发明内容
本发明提出了一种配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析 方法，考虑了配电网自动化配置对供电可靠性的影响，同时考虑了用户的重 要性差异，提供了评估智能配电网供电可靠性的方法。
本发明提供了一种配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析 方法，包括：
S1、输入配电网可靠性分析所需的数据；
S2、配电网主馈线的拓扑搜索；
S3、开关元件可靠性参数的下游合并；
S4、非开关元件的故障隔离时间计算；
S5、非开关元件的故障模式后果分析；
S6、计算各负荷点可靠性指标；
S7、计算配电网系统可靠性指标。
所述步骤S1中配电网可靠性分析所需的输入数据包括待分析的配电网所 有元件的可靠性参数、元件连接关系、主馈线末端节点、每段线路的长度、 各负荷点的平均负荷及重要性参数、与供电公司故障处理相关的几个时间； 所述待分析的配电网所有元件的可靠性参数包括元件年故障率、元件平均故 障修复时间；所述重要性参数包括生命重要性参数、经济重要性参数、特殊 性重要性参数；所述与供电公司故障处理相关的几个时间包括远程遥控单个 三遥开关动作的时间、检修人员到达故障馈线的平均时间、检修人员查看单个故障指示器挂牌情况的时间、检修人员为了确定故障点位置的单位长度线 路的巡线时间、检修人员现场操作单个非遥控开关动作的时间。
其中，除了与供电公司故障处理相关的几个时间，其余输入的配电网可 靠性分析所需的数据都可以统一为一个矩阵branch。矩阵branch各行代表配 电网各个元件；第一列和第二列分别为元件的首节点和末节点，表征了配电 网各元件的连接关系；第三列表征元件的类型，代码1、2、3、4、5、6、7 分别表示元件为线路、变压器、熔断器、断路器、分段开关、联络开关、负 荷；第四列和第五列分别为元件的年故障率和平均故障修复时间；第六列存放线路元件的长度，若该元件不是线路，则其第六列元素为null；第七、八、 九、十列分别存放负荷点的平均负荷、生命重要性参数、经济重要性参数、 特殊性重要性参数，若该元件不是负荷，则其第七、八、九、十列元素为null。
所述步骤S2，通过对矩阵branch第一、二列元素进行拓扑搜索，从电源 点到主馈线末端节点之间的路径即为主馈线，把主馈线的上的所有节点存于 矩阵main_line中。
所述步骤S3，开关元件指熔断器、断路器、分段开关、联络开关。为了 方便后续步骤S4的故障隔离时间计算和步骤S5的故障模式后果分析可以只 针对非开关元件进行计算分析，在步骤S3中把开关元件的可靠性参数折算到 其相邻的下游线路元件上，则折算后的开关元件的故障率和平均修复时间为 零。
所述步骤S4，定义故障隔离时间为t2，另外，定义t1为配电主站遥控“三 遥”开关的时间，t3为故障修复时间。其中，故障隔离时间t2包括工作人员到 达故障馈线的路程时间t21、故障定位时间t22和现场操作开关时间t23，计算公 式如下：
t2＝t21+t22+t23
定义远程非可视段是最邻近故障点的上游和下游的不低于“二遥”终端配 置的开关元件所夹馈线段。当馈线上发生故障时，配电主站工作人员根据线 路上所有具有遥测功能的终端上传的电压、电流状态量数据，把故障点位置 锁定在远程非可视段内。该判断过程耗时很短，可以不算入故障隔离时间。
配电主站派出检修人员到达故障馈线，检查远程非可视段内所有“一遥” 终端的挂牌情况，即可进一步缩小故障点所在范围。该检查时间是故障定位 时间t22的一部分，定义t221为检查远程非可视段内所有“一遥”终端的时间，其 计算公式如下：
t221＝nyiyaotyiyao
其中，nyiyao为远程非可视段内所有“一遥”终端数量，tyiyao为检查单个“一遥” 终端需要花费的时间。
经过查看远程非可视段内所有“一遥”终端的挂牌情况后，故障点所在范围 缩小为最小巡线段，即定义最小巡线段是由最邻近故障点的上游和下游的不 低于“一遥”终端配置的开关元件所夹馈线段。通过对最小巡线段进行巡线，可 将故障点位置缩小到最小范围，定义该范围为故障馈线段，即故障馈线段由 最邻近故障点的上游和下游的开关元件所夹馈线段。该巡线时间是故障定位 时间t22的一部分，定义t222为最小巡线段的巡线时间，其计算公式如下：
t222＝lpatroltpatrol
其中，lpatrol为最小巡线段的长度，tpatrol为单位长度线路的巡线时间。
综上，故障定位时间t22的计算公式如下：
t22＝t221+t222
检修人员完成故障定位后，若故障馈线段的首末开关元件不能被遥控， 则需要现场操作故障馈线段的首末开关元件，进行故障隔离。现场操作开关 时间t23的计算公式如下：
t23＝nmanualtmanual
其中，nmamual为故障馈线段的首末开关元件中不具备遥控条件的开关， tmamual为现场操作单个开关的时间。
所述步骤S5，以传统的可靠性分析方法中的故障模式后果分析法为基础， 遍历配电网中所有非开关元件，使之选定为故障元件，分析其故障对所有负 荷点的影响。
定义元件j与电源点之间的最小路上主馈线与分支线的交点节点为元件j 的主馈线点，如果元件j是主馈线上的元件，则元件j的主馈线点就是元件j 的首节点。定义负荷i与电源点之间的最小路上主馈线与分支线的交点节点为 负荷i的主馈线点。定义元件j的主馈线点和负荷点i的主馈线点之间所夹的 馈线段为元件j与负荷点i之间的关联路径。
元件j发生故障导致负荷i的停电时间T与它们之间的关联路径上的开关 元件终端配置情况有关。具体情况可分为以下几类：
1)元件j与电源点的最小路上有熔断器，熔断器一般安装在分支线出线端， 即元件j是分支线上的元件，或元件j处于分支线上且所在分支线的出线端安 装了断路器：若元件j与负荷i在同一条分支线上，则元件j发生故障导致负 荷i的停电时间T＝t1+t2+t3；若元件j与负荷i在不同一条分支线上，则负荷i 不会因为元件j故障而停电，T＝0。
2)元件j与电源点的最小路上没有熔断器，同时，若元件j处于分支线上， 该分支线的出线端没有安装断路器：此时元件j的故障影响视元件j与负荷i 的关联路径而定。
情况一，关联路径上有“三遥”终端配置的开关：若负荷i的主馈线点在元 件j的主馈线点的上游，或者该馈线有备用电源，负荷i的停电时间T＝t1；若 该馈线没有备用电源，且负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的下游，负荷 i的停电时间T＝t1+t2+t3。
情况二，关联路径上有开关，但没有配置“三遥终端”：若负荷i的主馈线 点在元件j的主馈线点的上游，或者该馈线有备用电源，负荷i的停电时间 T＝t1+t2；若该馈线没有备用电源，且负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的 下游，负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3。
情况三，关联路径上没有开关：此时元件j与负荷i同在故障馈线段，负 荷i的停电时间T＝t1+t2+t3。
所述步骤S6，基于步骤S5对所有非开关元件的故障模式后果分析结果， 可以计算得出每个负荷点的可靠性指标，所述各负荷点可靠性指标包括负荷 点s的年故障率λs、负荷点s的平均停电持续时间γs、负荷点s的年平均故 障停电时间Us、负荷点s的期望缺供电量ENSs，具体计算公式如下：
负荷点s的年故障率λs：
其中，Ds为故障后使得负荷点s停电的元件集合，λi为元件年故障率；
负荷点s的平均停电持续时间γs：
其中，Tsi为元件i一次故障导致负荷点s停电的时间；
负荷点s的年平均故障停电时间Us：
Us＝λsγs
负荷点s的期望缺供电量ENSs：
ENSs＝(kαs+βs+μs)PsUs
其中，αs、βs、μs分别表示负荷点s的生命重要性参数、经济重要性参数、 特殊性重要性参数，参数αs前需要乘以系数k以增大生命重要性在三个方面 中的比重，Ps为负荷点的年平均负荷。系数k根据管理该配电网的供电公司对 生命重要性的重视程度进行取值。
所述步骤S7，计算配电网系统可靠性指标系统平均停电时间(SAIDI)、系 统平均停电频率(SAIFI)、停电用户平均停电时间(CAIDI)、供电可靠率(ASAI)、 期望缺供电量(ENS)。其计算公式与《供电系统供电可靠性评价规程》中定义 的一样。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供了一种配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析 方法，弥补了传统的配电网可靠性分析方法不能反映配电自动化配置对配电 网可靠性的影响的缺陷，同时把停电对用户的三方面影响折合成权重计入配 电网可靠性指标期望缺供电量的计算中，使得在配电网规划中运用该可靠性 分析方法计算停电损失时能更准确反映停电对不同用户的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为实施例中一种配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分 析方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的配置了馈线自动化终端的配电网结构示意图。
具体实施方式
本实施例提供了一种配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分 析方法，考虑了配电网自动化配置对供电可靠性的影响，同时考虑了用户的 重要性差异，提供了评估智能配电网供电可靠性的方法。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将 结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部 的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供了配置了馈线自动化终端的简单配电网结构示意 图，结合该示意图详细说明本发明提出的配电网可靠性分析方法：
图1所示的配电网中，S1为出线断路器，S2～S7为分段开关，S8为联络开 关，LD1～LD7为负荷点。其中，出线断路器和联络开关默认配置“三遥”终端， 分段开关的自动化终端配置情况如图所示。图中假设EF段中线路元件发生故 障，便以说明故障元件的故障隔离时间计算和故障模式后果分析过程。
步骤S1：输入配电网可靠性分析所需的数据；
配电网可靠性分析所需的输入数据包括待分析的配电网所有元件的可靠 性参数、元件连接关系、主馈线末端节点、每段线路的长度、各负荷点的平 均负荷及重要性参数、与供电公司故障处理相关的几个时间；所述待分析的 配电网所有元件的可靠性参数包括元件年故障率、元件平均故障修复时间； 所述重要性参数包括生命重要性参数、经济重要性参数、特殊性重要性参数； 所述与供电公司故障处理相关的几个时间包括远程遥控单个三遥开关动作的 时间、检修人员到达故障馈线的平均时间、检修人员查看单个故障指示器挂 牌情况的时间、检修人员为了确定故障点位置的单位长度线路的巡线时间、 检修人员现场操作单个非遥控开关动作的时间。
其中，除了与供电公司故障处理相关的几个时间，其余输入的配电网可 靠性分析所需的数据都可以统一为一个矩阵branch。矩阵branch各行代表配 电网各个元件；第一列和第二列分别为元件的首节点和末节点，表征了配电 网各元件的连接关系；第三列表征元件的类型，代码1、2、3、4、5、6、7 分别表示元件为线路、变压器、熔断器、断路器、分段开关、联络开关、负 荷；第四列和第五列分别为元件的年故障率和平均故障修复时间；第六列存放线路元件的长度，若该元件不是线路，则其第六列元素为null；第七、八、 九、十列分别存放负荷点的平均负荷、生命重要性参数、经济重要性参数、 特殊性重要性参数，若该元件不是负荷，则其第七、八、九、十列元素为null。
步骤S2：配电网主馈线的拓扑搜索；
通过对矩阵branch第一、二列元素进行拓扑搜索，从电源点到主馈线末 端节点之间的路径即为主馈线，把主馈线的上的所有节点存于矩阵main_line 中。对于图1中的配电网，其主馈线为AH段，矩阵main_line将存放AH段 上的所有节点编号。
步骤S3：开关元件可靠性参数的下游合并；
开关元件指熔断器、断路器、分段开关、联络开关。为了方便后续步骤 S4的故障隔离时间计算和步骤S5的故障模式后果分析可以只针对非开关元 件进行计算分析，在步骤S3中把开关元件的可靠性参数折算到其相邻的下游 线路元件上，开关元件可靠性参数包括开关元件的故障率和平均修复时间， 则折算后的开关元件的故障率和平均修复时间为零。例如图1中，分段开关 S2的故障率和平均修复时间将折合到BC段上的线路元件，使得分段开关S2的故障率和平均修复时间为零，BC段上的线路元件的故障率和平均修复时间 变大。
步骤S4：非开关元件的故障隔离时间计算；
定义故障隔离时间为t2，另外，定义t1为配电主站遥控“三遥”开关的时间， t3为故障修复时间。其中，故障隔离时间t2包括工作人员到达故障馈线的路程 时间t21、故障定位时间t22和现场操作开关时间t23，计算公式如下：
t2＝t21+t22+t23
定义远程非可视段是最邻近故障点的上游和下游的不低于“二遥”终端配 置的开关元件所夹馈线段。当馈线上发生故障时，配电主站工作人员根据线 路上所有具有遥测功能的终端上传的电压、电流状态量数据，把故障点位置 锁定在远程非可视段内。例如图1中EF段中线路元件发生故障，配电主站判 断故障点位置在CG段，即远程非可视段为CG段。该判断过程耗时很短，可 以不算入故障隔离时间。
配电主站派出检修人员到达故障馈线，检查远程非可视段内所有“一遥” 终端的挂牌情况，即可进一步缩小故障点所在范围。例如图1中EF段中线路 元件发生故障，检修人员将查看开关S4配置的“一遥”终端的挂牌情况。该检 查时间是故障定位时间t22的一部分，定义t221为检查远程非可视段内所有“一 遥”终端的时间，其计算公式如下：
t221＝nyiyaotyiyao
其中，nyiyao为远程非可视段内所有“一遥”终端数量，tyiyao为检查单个“一遥” 终端需要花费的时间。
经过查看远程非可视段内所有“一遥”终端的挂牌情况后，故障点所在范围 缩小为最小巡线段，即定义最小巡线段是由最邻近故障点的上游和下游的不 低于“一遥”终端配置的开关元件所夹馈线段。例如图1中EF段中线路元件发 生故障，查看开关S4配置的“一遥”终端的挂牌情况后，可以判断最小巡线段 为DG段。通过对最小巡线段进行巡线，可将故障点位置缩小到最小范围， 定义该范围为故障馈线段，即故障馈线段由最邻近故障点的上游和下游的开 关元件所夹馈线段。例如图1中EF段中线路元件发生故障，经过巡线之后可以判断故障点位于EF段内，即故障馈线段为EF段。该巡线时间是故障定位 时间t22的一部分，定义t222为最小巡线段的巡线时间，其计算公式如下：
t222＝lpatroltpatrol
其中，lpatrol为最小巡线段的长度，tpatrol为单位长度线路的巡线时间。
综上，故障定位时间t22的计算公式如下：
t22＝t221+t222
检修人员完成故障定位后，若故障馈线段的首末开关元件不能被遥控， 则需要现场操作故障馈线段的首末开关元件，进行故障隔离。例如图1中EF 段中线路元件发生故障，故障馈线段为EF段的首末开关元件均不能被遥控， 则需要在现场对开关S5和S6进行操作。现场操作开关时间t23的计算公式如 下：
t23＝nmanualtmanual
其中，nmamual为故障馈线段的首末开关元件中不具备遥控条件的开关， tmamual为现场操作单个开关的时间。
步骤S5：非开关元件的故障模式后果分析；
以传统的可靠性分析方法中的故障模式后果分析法为基础，遍历配电网 中所有非开关元件，使之选定为故障元件，分析其故障对所有负荷点的影响。
定义元件j与电源点之间的最小路上主馈线与分支线的交点节点为元件j 的主馈线点，如果元件j是主馈线上的元件，则元件j的主馈线点就是元件j 的首节点。定义负荷i与电源点之间的最小路上主馈线与分支线的交点节点为 负荷i的主馈线点。再定义元件j的主馈线点和负荷点i的主馈线点之间所夹 的馈线段为元件j与负荷点i之间的关联路径。
元件j发生故障导致负荷i的停电时间T与它们之间的关联路径上的开关 元件终端配置情况有关。具体情况可分为以下几类：
1)元件j与电源点的最小路上有熔断器；或元件j处于分支线上，所在分 支线较长，因此出线端安装了断路器：熔断器一般安装在分支线出线端，即 元件j是分支线上的元件。若元件j与负荷i在同一条分支线上，则元件j发 生故障导致负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3；若元件j与负荷i在不同一条分支线 上，则负荷i不会因为元件j故障而停电，T＝0。
2)元件j与电源点的最小路上没有熔断器，同时，若元件j处于分支线上， 该分支线的出线端没有安装断路器：此时元件j的故障影响视元件j与负荷i 的关联路径而定。
情况一，若关联路径上有“三遥”终端配置的开关：若负荷i的主馈线点在 元件j的主馈线点的上游，或者该馈线有备用电源，负荷i的停电时间T＝t1， 例如图1中EF段中线路元件发生故障，对LD1和LD7的停电影响；若该馈 线没有备用电源，且负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的下游，负荷i的 停电时间T＝t1+t2+t3。
情况二，若关联路径上有开关，但没有配置“三遥终端”：若负荷i的主馈 线点在元件j的主馈线点的上游，或者该馈线有备用电源，负荷i的停电时间 T＝t1+t2，例如图1中EF段中线路元件发生故障，对LD2、LD3、LD4和LD6 的停电影响；若该馈线没有备用电源，且负荷i的主馈线点在元件j的主馈线 点的下游，负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3。
情况三，若关联路径上没有开关：此时元件j与负荷i同在故障馈线段， 负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3，例如图1中EF段中线路元件发生故障，对LD5 的停电影响。
步骤S6：计算各负荷点可靠性指标；
所述各负荷点可靠性指标包括负荷点s的年故障率λs、负荷点s的平均 停电持续时间γs、负荷点s的年平均故障停电时间Us、负荷点s的期望缺供 电量ENSs，具体计算公式如下：
负荷点s的年故障率λs：
其中，Ds为故障后使得负荷点s停电的元件集合，λi为元件年故障率。
负荷点s的平均停电持续时间γs：
其中，Tsi为元件i一次故障导致负荷点s停电的时间。
负荷点s的年平均故障停电时间Us：
Us＝λsγs
负荷点s的期望缺供电量ENSs：
ENSs＝(kαs+βs+μs)PsUs
其中，αs、βs、μs分别表示负荷点s的生命重要性参数、经济重要性参数、 特殊性重要性参数，参数αs前需要乘以系数k以增大生命重要性在三个方面 中的比重，Ps为负荷点的年平均负荷。系数k根据管理该配电网的供电公司对 生命重要性的重视程度进行取值。
步骤S7：计算配电网系统可靠性指标。
计算配电网系统可靠性指标系统平均停电时间(SAIDI)、系统平均停电频 率(SAIFI)、停电用户平均停电时间(CAIDI)、供电可靠率(ASAI)、期望缺供电 量(ENS)。其计算公式与《供电系统供电可靠性评价规程》中定义的一样。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应 当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其 中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案 的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，步骤包括：
S1、输入配电网可靠性分析所需的数据；
S2、进行配电网主馈线的拓扑搜索；
S3、进行开关元件可靠性参数的下游合并；
S4、计算非开关元件的故障隔离时间；
S5、进行非开关元件的故障模式后果分析；
S6、计算各负荷点可靠性指标；
S7、计算配电网系统可靠性指标。
2.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S1中，所述配电网可靠性分析所需的数据包括：待分析的配电网所有元件的可靠性参数、元件连接关系、主馈线末端节点、每段线路的长度、各负荷点的平均负荷及重要性参数、与供电公司故障处理相关的几个时间；所述待分析的配电网所有元件的可靠性参数包括元件年故障率、元件平均故障修复时间；所述重要性参数包括生命重要性参数、经济重要性参数、特殊性重要性参数；所述与供电公司故障处理相关的几个时间包括远程遥控单个三遥开关动作的时间、检修人员到达故障馈线的平均时间、检修人员查看单个故障指示器挂牌情况的时间、检修人员为了确定故障点位置的单位长度线路的巡线时间、检修人员现场操作单个非遥控开关动作的时间。
3.根据权利要求2所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
除了与供电公司故障处理相关的几个时间，其余输入的配电网可靠性分析所需的数据都可以统一为一个矩阵branch；矩阵branch各行代表配电网各个元件；第一列和第二列分别为元件的首节点和末节点，表征了配电网各元件的连接关系；第三列表征元件的类型，代码1、2、3、4、5、6、7分别表示元件为线路、变压器、熔断器、断路器、分段开关、联络开关、负荷；第四列和第五列分别为元件的年故障率和平均故障修复时间；第六列存放线路元件的长度，若该元件不是线路，则其第六列元素为null；第七、八、九、十列分别存放负荷点的平均负荷、生命重要性参数、经济重要性参数、特殊性重要性参数，若该元件不是负荷，则其第七、八、九、十列元素为null。
4.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S2中，所述进行配电网主馈线的拓扑搜索是指通过对矩阵branch第一、二列元素进行拓扑搜索，从电源点到主馈线末端节点之间的路径即为主馈线，把主馈线的上的所有节点存于矩阵main_line中，所述电源点和主馈线末端节点是输入的已知数据。
5.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S3中，所述开关元件指熔断器、断路器、分段开关、联络开关；所述进行开关元件可靠性参数的下游合并是指为了方便后续S4的故障隔离时间计算和S5的故障模式后果分析可以只针对非开关元件进行计算分析，在S3中把开关元件的可靠性参数折算到其相邻的下游线路元件上，所述开关元件可靠性参数包括开关元件的故障率和平均修复时间，则折算后的开关元件的故障率和平均修复时间为零。
6.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S4中，所述故障隔离时间定义为t2，另外，定义t1为配电主站遥控“三遥”开关的时间，t3为故障修复时间；其中，故障隔离时间t2包括工作人员到达故障馈线的路程时间t21、故障定位时间t22和现场操作开关时间t23，计算公式如下：
t2＝t21+t22+t23
所述故障定位时间t22具体计算如下：
定义远程非可视段是最邻近故障点的上游和下游的不低于“二遥”终端配置的开关元件所夹馈线段；当馈线上发生故障时，配电主站工作人员根据线路上所有具有遥测功能的终端上传的电压、电流状态量数据，把故障点位置锁定在远程非可视段内；该判断过程耗时很短，可以不算入故障隔离时间；
配电主站派出检修人员到达故障馈线，检查远程非可视段内所有“一遥”终端的挂牌情况，即可进一步缩小故障点所在范围；该检查时间是故障定位时间t22的一部分，定义t221为检查远程非可视段内所有“一遥”终端的时间，其计算公式如下：
t221＝nyiyaotyiyao
其中，nyiyao为远程非可视段内所有“一遥”终端数量，tyiyao为检查单个“一遥”终端需要花费的时间；
经过查看远程非可视段内所有“一遥”终端的挂牌情况后，故障点所在范围缩小为最小巡线段，即定义最小巡线段是由最邻近故障点的上游和下游的不低于“一遥”终端配置的开关元件所夹馈线段；通过对最小巡线段进行巡线，可将故障点位置缩小到最小范围，定义该范围为故障馈线段，即故障馈线段由最邻近故障点的上游和下游的开关元件所夹馈线段；该巡线时间是故障定位时间t22的一部分，定义t222为最小巡线段的巡线时间，其计算公式如下：
t222＝lpatroltpatrol
其中，lpatrol为最小巡线段的长度，tpatrol为单位长度线路的巡线时间；
综上，故障定位时间t22的计算公式如下：
t22＝t221+t222
所述现场操作开关时间t23具体计算如下：
检修人员完成故障定位后，若故障馈线段的首末开关元件不能被遥控，则需要现场操作故障馈线段的首末开关元件，进行故障隔离；现场操作开关时间t23的计算公式如下：
t23＝nmanualtmanual
其中，nmamual为故障馈线段的首末开关元件中不具备遥控条件的开关，tmamual为现场操作单个开关的时间。
7.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S5中，所述非开关元件的故障模式后果分析是指以传统的可靠性分析方法中的故障模式后果分析法为基础，遍历配电网中所有非开关元件，使之选定为故障元件，分析其故障对所有负荷点的影响；
定义元件j与电源点之间的最小路上主馈线与分支线的交点节点为元件j的主馈线点，如果元件j是主馈线上的元件，则元件j的主馈线点就是元件j的首节点；定义负荷i与电源点之间的最小路上主馈线与分支线的交点节点为负荷i的主馈线点；定义元件j的主馈线点和负荷点i的主馈线点之间所夹的馈线段为元件j与负荷点i之间的关联路径；
元件j发生故障导致负荷i的停电时间T与它们之间的关联路径上的开关元件终端配置情况有关；具体情况分为以下几类：
1)元件j与电源点的最小路上有熔断器，熔断器安装在分支线出线端，即元件j是分支线上的元件，或元件j处于分支线上且所在分支线的出线端安装了断路器：若元件j与负荷i在同一条分支线上则元件j发生故障导致负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3；若元件j与负荷i在不同一条分支线上，则负荷i不会因为元件j故障而停电，T＝0；
2)元件j与电源点的最小路上没有熔断器，同时，元件j处于分支线上，该分支线的出线端没有安装断路器，此时元件j的故障影响视元件j与负荷i的关联路径而定：
情况一，关联路径上有“三遥”终端配置的开关：若负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的上游或者该馈线有备用电源，则负荷i的停电时间T＝t1；若该馈线没有备用电源且负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的下游，则负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3；
情况二，关联路径上有开关，但没有配置“三遥终端”：若负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的上游或者该馈线有备用电源，则负荷i的停电时间T＝t1+t2；若该馈线没有备用电源且负荷i的主馈线点在元件j的主馈线点的下游，则负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3；
情况三，关联路径上没有开关：此时元件j与负荷i同在故障馈线段，负荷i的停电时间T＝t1+t2+t3。
8.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S6中，所述各负荷点可靠性指标包括负荷点s的年故障率λs、负荷点s的平均停电持续时间γs、负荷点s的年平均故障停电时间Us、负荷点s的期望缺供电量ENSs，具体计算公式如下：
负荷点s的年故障率λs：
其中，Ds为故障后使得负荷点s停电的元件集合，λi为元件年故障率；
负荷点s的平均停电持续时间γs：
其中，Tsi为元件i一次故障导致负荷点s停电的时间；
负荷点s的年平均故障停电时间Us：
Us＝λsγs
负荷点s的期望缺供电量ENSs：
ENSs＝(kαs+βs+μs)PsUs
其中，αs、βs、μs分别表示负荷点s的生命重要性参数、经济重要性参数、特殊性重要性参数，参数αs前需要乘以系数k以增大生命重要性在三个方面中的比重，Ps为负荷点的年平均负荷。系数k根据管理该配电网的供电公司对生命重要性的重视程度进行取值。
9.根据权利要求1所述配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法，其特征在于，
在S7中，所述配电网系统可靠性指标包括系统平均停电时间(SAIDI)、系统平均停电频率(SAIFI)、停电用户平均停电时间(CAIDI)、供电可靠率(ASAI)、期望缺供电量(ENS)。
CN201910436333.1A 2019-05-23 2019-05-23 配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法 Active CN110147961B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910436333.1A CN110147961B (zh) 2019-05-23 2019-05-23 配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910436333.1A CN110147961B (zh) 2019-05-23 2019-05-23 配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110147961A true CN110147961A (zh) 2019-08-20
CN110147961B CN110147961B (zh) 2022-10-25

Family

ID=67593056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910436333.1A Active CN110147961B (zh) 2019-05-23 2019-05-23 配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110147961B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110738411A (zh) * 2019-10-12 2020-01-31 上海电力大学 一种配电网典型接线模式的可靠性分析方法
CN111143958A (zh) * 2020-02-29 2020-05-12 华南理工大学 配电自动化条件下配电网信息物理系统可靠性分析方法
CN111222809A (zh) * 2020-03-30 2020-06-02 广东电网有限责任公司佛山供电局 基于模型驱动和数据驱动结合的用户用电可靠性分析方法
CN111667118A (zh) * 2020-06-10 2020-09-15 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种单/双协同模式下故障巡线排查规划方法及系统
CN111695231A (zh) * 2020-04-01 2020-09-22 华南理工大学 复杂配电网信息物理系统的实用化可靠性分析方法
CN112234610A (zh) * 2020-09-29 2021-01-15 安徽电气工程职业技术学院 集中式ftu控制的馈线自动化系统可靠性分析方法
CN114117795A (zh) * 2021-11-29 2022-03-01 南通大学 一种基于负荷-电源连通性分析的配网可靠性评估方法
CN116973694B (zh) * 2023-09-22 2023-12-12 国网浙江宁波市鄞州区供电有限公司 配电网故障诊断优化方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6003012A (en) * 1997-12-05 1999-12-14 Square D Company Methodology and computer-based tools for design, production and sales of customized switchboards
CN102496066A (zh) * 2011-12-03 2012-06-13 重庆大学 一种中压配电网可靠性评估方法
CN103914788A (zh) * 2014-03-04 2014-07-09 广东电网公司电力科学研究院 电网多环节系统的可靠性评估方法
CN104392117A (zh) * 2014-11-06 2015-03-04 国家电网公司 一种配电终端对配电系统可靠性影响分析方法
CN104680340A (zh) * 2015-03-30 2015-06-03 国家电网公司 配电网规划方法及系统
CN107545516A (zh) * 2016-06-24 2018-01-05 中国电力科学研究院 一种基于遗传算法的馈线终端优化配置方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6003012A (en) * 1997-12-05 1999-12-14 Square D Company Methodology and computer-based tools for design, production and sales of customized switchboards
CN102496066A (zh) * 2011-12-03 2012-06-13 重庆大学 一种中压配电网可靠性评估方法
CN103914788A (zh) * 2014-03-04 2014-07-09 广东电网公司电力科学研究院 电网多环节系统的可靠性评估方法
CN104392117A (zh) * 2014-11-06 2015-03-04 国家电网公司 一种配电终端对配电系统可靠性影响分析方法
CN104680340A (zh) * 2015-03-30 2015-06-03 国家电网公司 配电网规划方法及系统
CN107545516A (zh) * 2016-06-24 2018-01-05 中国电力科学研究院 一种基于遗传算法的馈线终端优化配置方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林灏凡等: "基于元件分级传递的配电网可靠性评估快速算法", 《中国电机工程学报》 *
郭晓斌等: "基于拓扑相似性分析的配电网网架可靠性评估", 《高电压技术》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110738411B (zh) * 2019-10-12 2023-05-05 上海电力大学 一种配电网典型接线模式的可靠性分析方法
CN110738411A (zh) * 2019-10-12 2020-01-31 上海电力大学 一种配电网典型接线模式的可靠性分析方法
CN111143958A (zh) * 2020-02-29 2020-05-12 华南理工大学 配电自动化条件下配电网信息物理系统可靠性分析方法
CN111143958B (zh) * 2020-02-29 2024-08-06 华南理工大学 配电自动化条件下配电网信息物理系统可靠性分析方法
CN111222809A (zh) * 2020-03-30 2020-06-02 广东电网有限责任公司佛山供电局 基于模型驱动和数据驱动结合的用户用电可靠性分析方法
CN111222809B (zh) * 2020-03-30 2020-09-25 广东电网有限责任公司佛山供电局 基于模型驱动和数据驱动结合的用户用电可靠性分析方法
CN111695231A (zh) * 2020-04-01 2020-09-22 华南理工大学 复杂配电网信息物理系统的实用化可靠性分析方法
CN111667118A (zh) * 2020-06-10 2020-09-15 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种单/双协同模式下故障巡线排查规划方法及系统
CN111667118B (zh) * 2020-06-10 2022-07-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种单/双协同模式下故障巡线排查规划方法及系统
CN112234610A (zh) * 2020-09-29 2021-01-15 安徽电气工程职业技术学院 集中式ftu控制的馈线自动化系统可靠性分析方法
CN112234610B (zh) * 2020-09-29 2023-12-08 安徽电气工程职业技术学院 集中式ftu控制的馈线自动化系统可靠性分析方法
CN114117795B (zh) * 2021-11-29 2023-04-11 南通大学 一种基于负荷-电源连通性分析的配网可靠性评估方法
CN114117795A (zh) * 2021-11-29 2022-03-01 南通大学 一种基于负荷-电源连通性分析的配网可靠性评估方法
CN116973694B (zh) * 2023-09-22 2023-12-12 国网浙江宁波市鄞州区供电有限公司 配电网故障诊断优化方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110147961B (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110147961A (zh) 配电自动化条件下考虑用户差异的配电网可靠性分析方法
CN104484712B (zh) 一种三遥配电终端优化配置方法
CN110222889B (zh) 基于多种智能算法的配电网馈线自动化终端配置方法
CN111143958B (zh) 配电自动化条件下配电网信息物理系统可靠性分析方法
CN102737287B (zh) 一种地区电网在线供电风险评估系统
CN103138397A (zh) 一种基于物联网技术的配网线路动态增容方法
CN102495850A (zh) 一种多级多区互联电网继电保护模型拼接的方法
KR102625403B1 (ko) 지역 단위 재생 에너지 통합 관제 시스템
CN110380412B (zh) 一种基于cim/svg的主配一体化在线实时合环分析方法
CN108287294A (zh) 基于停电配变和拓扑分析的配电网故障区域快速辨识方法
CN111695231B (zh) 复杂配电网信息物理系统的实用化可靠性分析方法
CN110543696A (zh) 一种未建模小机组参与电力市场出清和安全校核的方法
CN104834305B (zh) 基于dms系统的配网自动化终端遥测异常分析系统及方法
CN112953012A (zh) 一种基于大数据和物联网的智能供电系统和方法
CN105226666A (zh) 变电站自动电压控制中对无功设备运行状态的校核方法
JP5870732B2 (ja) 配電系統復旧装置
CN104319779A (zh) 一种地区电网无功电压控制方法
KR101926306B1 (ko) 배전 자동화 시스템
CN106251244A (zh) 一种考虑设备综合利用率的配电网改造方法
Xu et al. Modeling and performance analysis of data flow for HSR and PRP under fault conditions
CN113590368B (zh) 一种基于边边协同的异常设备诊断方法及系统
Radhika et al. Automatic load transfer in electrical power system (In ring electrical network)
Akintola et al. A Critical Review of Distribution Substation System Reliability Evaluations
CN110334962A (zh) 一种馈线自动化设备的构建方法、装置及设备
RU2812195C1 (ru) Способ интеллектуального управления нагрузкой в изолированных энергосистемах в аварийных режимах и устройство для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant