CN112528487B - 一种配电网可靠性评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电网可靠性评估方法，基于基本的节点数据表和支路数据表对电网可靠性进行递归计算，该算法通过遍历只有负荷节点，对每一个负荷节点进行主回路和子回路的递归计算得出其可靠性数据，再根据所有负荷节点的可靠性结果，计算整个配网系统的可靠性指标。在分析每个负荷节点时，所计算的设备只与该负荷相关，无关设备的故障分析都被略过，大大减少计算的消耗。

Description

一种配电网可靠性评估方法

技术领域

本发明涉及配电网可靠性评估领域，更具体地，涉及一种配电网可靠性评估方法。

背景技术

随着我国经济、社会的高速发展，电力系统可靠性评估受到了人们极大地重视。之前人们更多地关注输电网可靠性，然而造成用户停电的原因往往是配电系统故障。据统计，由配电网故障引起的停电占所有停电的80％，因此，对配电网进行可靠性评估是保证电力系统安全可靠运行的必要技术。

公开号为“CN103926512B”，公开日为2019年4月5日的中国专利文件公开了基于节点优化编号的配电网可靠性评估方法，根据接收到的配电网数据构建配电网网络模型；按照第一编号规则对配电网网络模型中的节点编号，按照第二编号规则在各支路添加的虚拟节点编号；根据编号后的节点、编号后的虚拟节点及各支路中的开关类型参数，获得配电网网络模型的线段信息；根据线段信息，对配电网网络模型进行分块，按照第三编号规则对各分块编号；根据设备的可靠性参数，计算各分块的等效故障率；对各分块进行故障枚举，并根据各分块的等效故障率计算配电网的可靠性指标。通过上述方法能够有效降低配电网网络结构的空间、时间的复杂度，提高搜索效率、减少计算时间，提高可靠性评估的效率。

在上述的方案中，对配电网中所有的符合节点作为研究的对象，计算量大，导致方法的计算消耗大。同时，也由于所涉及的计算量较大，导致该方法的评估精确率低。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中可靠性评估计算量大的问题，提供一种配电网可靠性评估方法，缩减数据量，减少计算的消耗。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种配电网可靠性评估方法，包括如下步骤：

步骤一：读取配电网网络拓扑数据，网络节点数为NodeN，支路数为LineN，从NodeN中顺序获取网络节点列表中具有负荷的节点i；

步骤二：以i为起点，进行主回路递归搜索，搜索到其供电路径上的节点和支路存入主回路节点列表和主回路支路列表；将主回路元件的已搜索标志在布尔列表置为true；

步骤三：从主回路节点列表中第j(j＝0,1,…)个节点为根节点开始，进行子回路递归搜索，若主回路元件搜索标志为true，则只搜索子回路元件；

步骤四：将主回路支路列表t中第j-1条支路的可靠性数据累加到负荷节点的可靠性中；

步骤五：若主回路节点列表中所有节点已搜索完成，继续下一个步骤，否则返回步骤三，继续搜索主回路节点列表中的下一节点；

步骤六：顺序获取下一负荷节点作为搜索节点i，返回步骤二，若负荷节点已搜索完毕，继续下一个步骤；

步骤七：根据所有负荷节点的可靠性结果，计算整个系统的可靠性指标。

可靠性计算方法以负荷节点为研究对像，搜索所有对该负荷节点具有影响的设备，并根据故障设备所处的位置分析其故障后对负荷节点的停电次数和停电时间造成的影响。在分析每个负荷节点时，所计算的设备只与该负荷相关，无关设备的故障分析都被略过。

优选的，在步骤二中，设定主回路递归搜索节点编号为r，具体的步骤如下：

S2.1：若搜索结束标志设为真，则返回主流程；

S2.2：从pLine表中顺序遍历所有支路，设当前遍历到的支路编号为l；

S2.3：若l已搜索标志在支路布尔列表中为true，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，为false则继续下一步骤；

S2.4：若支路工作状态标志为不工作，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，支路工作状态标志为工作则继续下一步骤；

S2.5：若l起点或终点不等于r，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，若l起点或终点等于r，则将布尔列表的支路置为true，继续下一步骤；

S2.6：若r节点作为递归起始节点的次数为1，将已深度搜索的分支节点和支路从主回路节点列表和主回路支路列表中擦除；

S2.7：将支路l加入主回路支路列表；将支路另一节点v加入主回路节点列表，若v为供电节点，则将搜索结束标志设为真，并返回；否则将r的作为递归起始节点的次数加1，然后将v作为递归函数参数，继续进行主回路递归，即以v为起点重新执行步骤S2.1-S2.7。

优选的，在所述步骤S2.6中，以j₂节点作为根节点，且为所求符合节点；搜索到支路l₁，节点作为递归起始节点的次数加1，然后以另一节点j₁递归搜索，搜索到支路l₀，节点作为递归起始节点的次数加1，再以另一节点j₃递归搜索，直至无支路后，返回上级递归，此时节点作为递归起始节点的次数为1，则需将在节点j₁之后加入主回路节点列表的j₃节点和加入主回路支路列表的支路l₀擦除；继续以j₁节点搜索，搜索到支路j₂，另一节点j₀为供电节点，则搜索完成标示设为真，递归返回。

优选的，在所述步骤三中，子回路递归过程从根节点j开始，递归参数为搜索节点编号r，具体步骤如下：

S3.1：从网络支路列表中顺序遍历所有支路，设当前遍历到的支路编号为l；

S3.2：若l已搜索标志支路布尔列表为true，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路，直至所有线路已搜索标志为true，结束子回路递归，为false则继续下一步骤；

S3.3：若l起点或终点不等于r，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路，若l起点或终点等于r，则将支路布尔列表置为tru1e，继续下一步骤；

S3.4：若r节点作为递归起始节点的次数为1，则表明r节点为分支节点，将已深度搜索的分支节点和支路从子回路节点的列表和子回路支路的列表中擦除；

S3.5：将支路l加入子回路支路的列表；当l为工作状态时，若l为断路器，则子路径断路器数k增加1，继续下一步骤，如l为隔离开关，则子路径隔离开关数s增加1，继续下一步骤，如l为熔断器，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路；当l为开断状态，以l另一节点为起点递归搜索可恢复停运的路径；

S3.6：将支路l的停运率加入停电率中；

S3.7：将支路另一节点v加入子回路支路的列表；将r节点作为递归起始节点的次数加1，然后将v作为递归函数参数继续进行子回路递归，即以v为起点重新执行步骤S3.1-S3.7。

优选的，在所述步骤S3.4中，若擦除设备为断路器，则子路径断路器数k减1；如擦除设备为隔离开关，则子路径隔离开关数s减1。

优选的，当l为开断状态，以l另一节点为起点递归搜索可恢复停运的路径，若对端回路有电源，且对端回路与主回路无重合部分，则可恢复停运路径存在，将其加入可用联络开关列表中，返回步骤S3.1顺序搜索一下支路。

优选的对年年停电频率和年停电时间的计算方式为：

若主回路上的元件到负荷节点之间无分段，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘其故障修复时间加上λ₂乘其停运时间，累加入年故障时间U中；

若主回路上的元件到负荷节点之间有分段，且从负荷至分段开关之前的子回路中有联络开关，则将主回路元件的概率性故障率λ₁累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘分段开关操作时间与联络开关倒闸时间中的较大值λ₁×max(t₁,t₂)累加入U中，t₁为分段操作时间，t₂为联络开关操作时间；

若主回路上的元件到负荷节点之间有分段，但从负荷至分段开关之前的子回路中无联络开关，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘其故障修复时间加上λ₂乘其停运时间，累加入年故障时间U中。

优选的，子回路元件停运率对停电率的计算方式为：

若子回路元件至根节点间有熔断器，认为熔断器可靠开断，该元件故障不引起停电，即该元件等效停运率λ′＝0；

若子回路元件至根节点间有k个断路器，断路器可靠开断率为P，该元件概率性故障率λ₁应乘以(1-P)^k得到等效故障率λ′₁，λ′₁＝λ₁(1-P)^k累加入停电率ξ中；

若子回路元件至根节点间有隔离开关，将该元件概率性故障率λ₁累加入停电率ξ中；

若子回路元件至根节点间无任何可开闭的设备，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中。

还提供一种配电网可靠性评估的设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的配电网可靠性评估方法。

还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的配电网可靠性评估方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的可靠性计算方法以负荷节点为研究对像，搜索所有对该负荷节点具有影响的设备，并根据故障设备所处的位置分析其故障后对负荷节点的停电次数和停电时间造成的影响。在分析每个负荷节点时，所计算的设备只与该负荷相关，无关设备的故障分析都被略过，大大减少计算的消耗。搜索方法采用深度优先的递归算法，在减少计算量的同时得到了精确的计算评估结果。

附图说明

图1是本发明的一种配电网可靠性评估方法的流程图；

图2是本发明的一种配电网可靠性评估方法的模主回路元件示意图；

图3是本发明的一种配电网可靠性评估方法的主回路递归搜索的流程图；

图4是本发明的一种配电网可靠性评估方法的节点多分支示意图；

图5是本发明的一种配电网可靠性评估方法的子回路递归搜索的流程图；

图6是单电源辐射式供电系统的电路图；

图7是手拉手供电系统的电路图；

图8是多联络供电系统的电路图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1-5所示为一种配电网可靠性评估方法的实施例，包括如下步骤：

步骤一：读取配电网网络拓扑数据，网络节点数为NodeN，支路数为LineN，从NodeN中顺序获取网络节点列表中具有负荷的节点i；

步骤二：以i为起点，进行主回路递归搜索，搜索到其供电路径上的节点和支路存入主回路节点列表和主回路支路列表；将主回路元件的已搜索标志在布尔列表置为true；

步骤三：从主回路节点列表中第j(j＝0,1,…)个节点为根节点开始，进行子回路递归搜索，若主回路元件搜索标志为true，则只搜索子回路元件；

步骤四：将主回路支路列表t中第j-1条支路的可靠性数据累加到负荷节点的可靠性中；

步骤五：若主回路节点列表中所有节点已搜索完成，继续下一个步骤，否则返回步骤三，继续搜索主回路节点列表中的下一节点；

步骤六：顺序获取下一负荷节点作为搜索节点i，返回步骤二，若负荷节点已搜索完毕，继续下一个步骤；

步骤七：根据所有负荷节点的可靠性结果，计算整个系统的可靠性指标。

可靠性计算方法以负荷节点为研究对像，搜索所有对该负荷节点具有影响的设备，并根据故障设备所处的位置分析其故障后对负荷节点的停电次数和停电时间造成的影响。在分析每个负荷节点时，所计算的设备只与该负荷相关，无关设备的故障分析都被略过。

需要说明的是，在步骤三和步骤四中，主回路节点列表和主回路支路列表的元件有顺序相关性，在本实施例中如图2所示，0为供电节点，3为所求负荷节点，主回路节点列表存储节点顺序为3，2，1，0；而主回路支路列表存储支路顺序为2，1，0。如主回路有n个节点，则主回路有n-1条支路，且j和j+1节点是j支路的起止节点，因此第(4)步是嵌套在第(3)步中的：执行第(3)步以2为根节点的子回路搜索得到支路3，若支路3为联络开关，则可用联络开关列表；可用联络开关列表中存入支路3，执行第(4)步，第2-1＝1条支路若为分段设备，且由于；可用联络开关列表不为空，则可将1支路作为可用分段设备存入可用主回路分段列表中，在顺序搜索到下一支路0时，可用分段列表可用主回路分段列表中已有可用分段的信息，即支路0停运可用分段支路1和联络支路3操作以恢复对负荷节点3的供电。所以可用分段的判断根据其顺序关系可直接得出，无需在搜索每个设备时再另行判断该设备是否与负荷节点之间有分段设备。克服了故障遍历法对各个元件停运负荷转移时缺乏相互关联的缺点。

在搜索到分段设备1之前，如没有可用联络开关3，则支路0停运后开断支路1，并没有可对负荷节点3恢复供电的路径。因此分段设备1是无效的，不需加入可用主回路分段列表中。

如图3所示，在步骤二中，设定主回路递归搜索节点编号为r，主回路递归具体的步骤如下：

S2.1：若搜索结束标志设为真，则返回主流程；

S2.2：从pLine表中顺序遍历所有支路，设当前遍历到的支路编号为l；

S2.3：若l已搜索标志在支路布尔列表中为true，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，为false则继续下一步骤；

S2.4：若支路工作状态标志为不工作，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，支路工作状态标志为工作则继续下一步骤；

S2.5：若l起点或终点不等于r，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，若l起点或终点等于r，则将布尔列表的支路置为true，继续下一步骤；

S2.6：若r节点作为递归起始节点的次数为1，将已深度搜索的分支节点和支路从主回路节点列表和主回路支路列表中擦除；若r节点作为递归起始节点的次数为1则表明r节点为分支节点，且已结束深度搜索了某一分支而未找到供电节点，当前将搜索的是以r为起点的另一分支。因此必须将已深度搜索的分支节点和支路从主回路节点列表和主回路支路列表表中擦除；

S2.7：将支路l加入主回路支路列表；将支路另一节点v加入主回路节点列表，若v为供电节点，则将搜索结束标志设为真，并返回；否则将r的作为递归起始节点的次数加1，然后将v作为递归函数参数，继续进行主回路递归，即以v为起点重新执行步骤S2.1-S2.7。

其中，在步骤S2.6中将r节点作为递归起始节点的次数为1分支节点判断原因如图4所示，0为供电节点，2为所求负荷节点，以2节点作为根节点，搜索到支路1，NodeRecursionTimes[2]＝0+1，然后以另一节点1递归搜索，搜索到支路0，NodeRecursionTimes[1]＝0+1，再以另一节点3递归搜索，无支路，返回上级递归，此时NodeRecursionTimes[1]为1，则需将在节点1之后加入MainNodeList列表的3节点和加入MainLineList的支路0擦除。继续以1节点搜索，搜索到支路2，另一节点0为供电节点，则搜索完成标示设为真，递归返回。NodeRecursionTimes的意思为递归起始节点的次数。

如图5所示，在步骤三中，子回路递归过程从根节点j开始，递归参数为搜索节点编号r，具体步骤如下：

S3.1：从网络支路列表中顺序遍历所有支路，设当前遍历到的支路编号为l；

S3.2：若l已搜索标志支路布尔列表为true，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路，直至所有线路已搜索标志为true，结束子回路递归，为false则继续下一步骤；

S3.3：若l起点或终点不等于r，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路，若l起点或终点等于r，则将支路布尔列表置为tru1e，继续下一步骤；

S3.4：若r节点作为递归起始节点的次数为1，则表明r节点为分支节点，将已深度搜索的分支节点和支路从子回路节点的列表和子回路支路的列表中擦除，若擦除设备为断路器，则子路径断路器数k减1；如擦除设备为隔离开关，则子路径隔离开关数s减1。

S3.5：将支路l加入子回路支路的列表；当l为工作状态时，若l为断路器，则子路径断路器数k增加1，继续下一步骤，如l为隔离开关，则子路径隔离开关数s增加1，继续下一步骤，如l为熔断器，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路；当l为开断状态，以l另一节点为起点递归搜索可恢复停运的路径，若对端回路有电源，且对端回路与主回路无重合部分，则可恢复停运路径存在，将其加入可用联络开关列表中，返回步骤S3.1顺序搜索一下支路。

S3.6：将支路l的停运率加入停电率中；

S3.7：将支路另一节点v加入子回路支路的列表；将r节点作为递归起始节点的次数加1，然后将v作为递归函数参数继续进行子回路递归，即以v为起点重新执行步骤S3.1-S3.7。

优选的对年年停电频率和年停电时间的计算方式为：

若主回路上的元件到负荷节点之间无分段，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘其故障修复时间加上λ₂乘其停运时间，累加入年故障时间U中；

若主回路上的元件到负荷节点之间有分段，且从负荷至分段开关之前的子回路中有联络开关，则将主回路元件的概率性故障率λ₁累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘分段开关操作时间与联络开关倒闸时间中的较大值λ₁×max(t₁,t₂)累加入U中，t₁为分段操作时间，t₂为联络开关操作时间；

若主回路上的元件到负荷节点之间有分段，但从负荷至分段开关之前的子回路中无联络开关，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘其故障修复时间加上λ₂乘其停运时间，累加入年故障时间U中。

优选的，子回路元件停运率对停电率的计算方式为：

若子回路元件至根节点间有熔断器，认为熔断器可靠开断，该元件故障不引起停电，即该元件等效停运率λ′＝0；

若子回路元件至根节点间有k个断路器，断路器可靠开断率为P，该元件概率性故障率λ₁应乘以(1-P)^k得到等效故障率λ′₁，λ′₁＝λ₁(1-P)^k累加入停电率ξ中；

若子回路元件至根节点间有隔离开关，将该元件概率性故障率λ₁累加入停电率ξ中；

若子回路元件至根节点间无任何可开闭的设备，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中。

设配电变压器平均负载率为50％，馈线平均用户数为8户，平均主干线长度为2km，平均分段数为2段，使用本实施例所记载的方法对单电源辐射式供电系统、手拉手供电系统和多联络供电系统进行可靠性评估。

如图6所示为单电源辐射式供电系统的电路图，该单电源辐射式供电系统的每回出线装接容量为6MVA，供电半径取2km。具体电网参数如下：

表1-1单电源辐射式供电系统变压器参数

编号	名称	类型	编号	名称	类型
						1	1#双卷变	PSFL-1000/10/0.4	13	2_5#双卷变	PSFL-1000/10/0.4
2	2#双卷变	S7-500/10/0.4	14	2_6#双卷变	S7-500/10/0.4
						3	3#双卷变	PSFL-1000/10/0.4	15	2_7#双卷变	PSFL-1000/10/0.4
4	4#双卷变	S7-500/10/0.4	16	2_8#双卷变	S7-500/10/0.4
						5	5#双卷变	PSFL-1000/10/0.4	17	3_1#双卷变	PSFL-1000/10/0.4
6	6#双卷变	S7-500/10/0.4	18	3_2#双卷变	S7-500/10/0.4
						7	7#双卷变	PSFL-1000/10/0.4	19	3_3#双卷变	PSFL-1000/10/0.4
8	8#双卷变	S7-500/10/0.4	20	3_4#双卷变	S7-500/10/0.4
						9	2_1#双卷变	PSFL-1000/10/0.4	21	3_5#双卷变	PSFL-1000/10/0.4
10	2_2#双卷变	S7-500/10/0.4	22	3_6#双卷变	S7-500/10/0.4
						11	2_3#双卷变	PSFL-1000/10/0.4	23	3_7#双卷变	PSFL-1000/10/0.4
12	2_4#双卷变	S7-500/10/0.4	24	3_8#双卷变	S7-500/10/0.4

表1-2单电源辐射式供电系统线路参数

编号	名称	类型	额定电压	长度(Km)	回数
						1	1电源-1_1母线	YJV400	10.0	1.0000	1
2	1_1母线-1_2母线	YJV400	10.0	1.0000	1
						3	2电源-2_1母线	YJV400	10.0	1.0000	1
4	2_1母线-2_2母线	YJV400	10.0	1.0000	1
						5	3电源-3_1母线	YJV400	10.0	1.0000	1
6	3_1母线-3_2母线	YJV400	10.0	1.0000	1

表1-3单电源辐射式供电系统用户参数

可靠性计算结果如下：

表1-4单电源辐射式供电系统负荷节点可靠性

表1-5单电源辐射式供电系统可靠性

如图7所示为手拉手供电系统的电路图，为比较不同供电方式的可靠性，保证供电半径相同，负荷相同，取手拉手供电系统参数同单电源辐射式供电系统，增加两条联络线和联络开关，位于第二分段。联络线长度为0.5km。

可靠性计算如下：

表1-6手拉手供电系统负荷节点可靠性

表1-7手拉手供电系统可靠性

指标名称	指标值
		系统平均停电频率指标SAIFI(次/户.年)	0.1861
系统平均停电持续时间指标SAIDI(小时/户.年)	0.4671
		用户平均停电持续时间指标CAIDI(小时/停电户.次)	2.5101
平均供电可靠率指标ASAI(％)	99.9947
		系统总的电量不足指标ENSI(MWh/年)	5.0445
平均电量不足指标AENS(MWh/年.户)	0.2102
		系统总的停电损失LOSS(万元/年)	0.1513

如图8所示为多联络供电系统电路图，多联络供电系统参数同手拉手供电系统，增加联络线和联络开关，位置连接于第一分段上，联络线长度为0.5km。

可靠性计算结果如下：

表1-8多联络供电系统负荷节点可靠性

表1-9多联络供电系统可靠性

指标名称	指标值
		系统平均停电频率指标SAIFI(次/户.年)	0.1861
系统平均停电持续时间指标SAIDI(小时/户.年)	0.4671
		用户平均停电持续时间指标CAIDI(小时/停电户.次)	2.5101
平均供电可靠率指标ASAI(％)	99.9947
		系统总的电量不足指标ENSI(MWh/年)	5.0445
平均电量不足指标AENS(MWh/年.户)	0.2102
		系统总的停电损失LOSS(万元/年)	0.1513

实施例2

一种配电网可靠性评估的设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1的配电网可靠性评估方法。

实施例3

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的配电网可靠性评估方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：读取配电网网络拓扑数据，网络节点数为NodeN，支路数为LineN，从NodeN中顺序获取网络节点列表中具有负荷的节点i；

步骤二：以i为起点，进行主回路递归搜索，搜索到其供电路径上的节点和支路存入主回路节点列表和主回路支路列表；将主回路元件的已搜索标志在布尔列表置为true；

步骤三：从主回路节点列表中第j(j＝0,1,…)个节点为根节点开始，进行子回路递归搜索，若主回路元件搜索标志为true，则只搜索子回路元件；

步骤四：将主回路支路列表t中第j-1条支路的可靠性数据累加到负荷节点的可靠性中；

步骤五：若主回路节点列表中所有节点已搜索完成，继续下一个步骤，否则返回步骤三，继续搜索主回路节点列表中的下一节点；

步骤六：顺序获取下一负荷节点作为搜索节点i，返回步骤二，若负荷节点已搜索完毕，继续下一个步骤；

步骤七：根据所有负荷节点的可靠性结果，计算整个系统的可靠性指标。

2.根据权利要求1所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，在步骤二中，设定主回路递归搜索节点编号为r，具体的步骤如下：

S2.1：若搜索结束标志设为真，则返回主流程；

S2.2：从网络支路列表中顺序遍历所有支路，设当前遍历到的支路编号为l；

S2.3：若l已搜索标志在支路布尔列表中为true，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，为false则继续下一步骤；

S2.4：若支路工作状态标志为不工作，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，支路工作状态标志为工作则继续下一步骤；

S2.5：若l起点或终点不等于r，则返回步骤S2.2顺序搜索一下支路，若l起点或终点等于r，则将布尔列表的支路置为true，继续下一步骤；

S2.6：若r节点作为递归起始节点的次数为1，将已深度搜索的分支节点和支路从主回路节点列表和主回路支路列表中擦除；

S2.7：将支路l加入主回路支路列表；将支路另一节点v加入主回路节点列表，若v为供电节点，则将搜索结束标志设为真，并返回；否则将r的作为递归起始节点的次数加1，然后将v作为递归函数参数，继续进行主回路递归，即以v为起点重新执行步骤S2.1-S2.7。

3.根据权利要求2所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，在所述步骤S2.6中，以j₂节点作为根节点，且为所求符合节点；搜索到支路l₁，节点作为递归起始节点的次数加1，然后以另一节点j₁递归搜索，搜索到支路l₀，节点作为递归起始节点的次数加1，再以另一节点j₃递归搜索，直至无支路后，返回上级递归，此时节点作为递归起始节点的次数为1，则需将在节点j₁之后加入主回路节点列表的j₃节点和加入主回路支路列表的支路l₀擦除；继续以j₁节点搜索，搜索到支路j₂，另一节点j₀为供电节点，则搜索完成标示设为真，递归返回。

4.根据权利要求1所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，在所述步骤三中，子回路递归过程从根节点j开始，递归参数为搜索节点编号r，具体步骤如下：

S3.1：从网络支路列表中顺序遍历所有支路，设当前遍历到的支路编号为l；

S3.2：若l已搜索标志支路布尔列表为true，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路，直至所有线路已搜索标志为true，结束子回路递归，为false则继续下一步骤；

S3.3：若l起点或终点不等于r，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路，若l起点或终点等于r，则将支路布尔列表置为tru1e，继续下一步骤；

S3.4：若r节点作为递归起始节点的次数为1，则表明r节点为分支节点，将已深度搜索的分支节点和支路从子回路节点的列表和子回路支路的列表中擦除；

S3.5：将支路l加入子回路支路的列表；当l为工作状态时，若l为断路器，则子路径断路器数k增加1，继续下一步骤，若l为隔离开关，则子路径隔离开关数s增加1，继续下一步骤，若l为熔断器，则返回步骤S3.1顺序搜索一下支路；当l为开断状态，以l另一节点为起点递归搜索可恢复停运的路径；

S3.6：将支路l的停运率加入停电率中；

S3.7：将支路另一节点v加入子回路支路的列表；将r节点作为递归起始节点的次数加1，然后将v作为递归函数参数继续进行子回路递归，即以v为起点重新执行步骤S3.1-S3.7。

5.根据权利要求4所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，在所述步骤S3.4中，若擦除设备为断路器，则子路径断路器数k减1；如擦除设备为隔离开关，则子路径隔离开关数s减1。

6.根据权利要求4所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，当l为开断状态，以l另一节点为起点递归搜索可恢复停运的路径，若对端回路有电源，且对端回路与主回路无重合部分，则可恢复停运路径存在，将其加入可用联络开关列表中，返回步骤S3.1顺序搜索一下支路。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，对年年停电频率和年停电时间的计算方式为：

若主回路上的元件到负荷节点之间无分段，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘其故障修复时间加上λ₂乘其停运时间，累加入年故障时间U中；

若主回路上的元件到负荷节点之间有分段，且从负荷至分段开关之前的子回路中有联络开关，则将主回路元件的概率性故障率λ₁累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘分段开关操作时间与联络开关倒闸时间中的较大值λ₁×max(t₁,t₂)累加入U中，t₁为分段操作时间，t₂为联络开关操作时间；

若主回路上的元件到负荷节点之间有分段，但从负荷至分段开关之前的子回路中无联络开关，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中；将主回路元件停运率λ₁乘其故障修复时间加上λ₂乘其停运时间，累加入年故障时间U中。

8.根据权利要求7所述的一种配电网可靠性评估方法，其特征在于，子回路元件停运率对停电率的计算方式为：

若子回路元件至根节点间有熔断器，认为熔断器可靠开断，该元件故障不引起停电，即该元件等效停运率λ′＝0；

若子回路元件至根节点间有k个断路器，断路器可靠开断率为P，该元件概率性故障率λ₁应乘以(1-P)^k得到等效故障率λ₁′，λ₁′＝λ₁(1-P)^k累加入停电率ξ中；

若子回路元件至根节点间有隔离开关，将该元件概率性故障率λ₁累加入停电率ξ中；

若子回路元件至根节点间无任何可开闭的设备，则将主回路元件的概率性故障率λ₁加上概率性计划停运率λ₂累加入负荷的停电率ξ中。

9.一种配电网可靠性评估的设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的配电网可靠性评估方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的配电网可靠性评估方法。

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