CN115018276A - 考虑开关故障的配电网可靠性计算方法及装置 - Google Patents

考虑开关故障的配电网可靠性计算方法及装置 Download PDF

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CN115018276A CN202210565921.7A CN202210565921A CN115018276A CN 115018276 A CN115018276 A CN 115018276A CN 202210565921 A CN202210565921 A CN 202210565921A CN 115018276 A CN115018276 A CN 115018276A
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Abstract

本发明公开了一种考虑开关故障的配电网可靠性计算方法及装置，通过将配电网划分为多个最小隔离区域，并以最小隔离区域为单位进行可靠性指标的计算，计算最小隔离区域的故障率和故障修复时间，以及搜索每个最小隔离区域的上游开关节点，从而大大减少配电网中等效元件的数量；再遍历配电网的线路故障，根据故障率、故障修复时间和上游开关节点的控制范围，将多个最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，根据最小隔离区域的停电时间和多个目标停电区域集合，计算配电网的可靠性指标，使得本发明不受配电网元件数量的局限，能够快速准确地计算配电网可靠性指标，提高了计算效率。

Description

考虑开关故障的配电网可靠性计算方法及装置
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，尤其涉及一种考虑开关故障的配电网可靠性计算方法及装置。
背景技术
随着电网的不断发展，信息物理系统融合的程度逐渐加深，配电自动化终端作为电网信息系统的核心元件，能够对配电网进行实时监测、对故障区域进行快速准确隔离以及快速转供恢复故障区域供电等，是提升配电网可靠性的重要手段。
目前，考虑开关故障的配电网可靠性计算方法主要有解析法和蒙特卡洛模拟法。但是，随着配电网元件的增加，当前方法的可靠性计算时间会随之指数性增长，导致应用于大规模配电网时，其可靠性计算效率非常低。
发明内容
本发明提供了一种考虑开关故障的配电网可靠性计算方法及装置，以解决当前考虑开关故障的配电网可靠性计算方法应用于大规模配电网时存在确定效率低的技术问题。
为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，包括：
获取配电网的拓扑关系，并根据拓扑关系，将配电网划分为多个最小隔离区域，最小隔离区域为对配电网中的故障节点进行隔离的最小区间；
计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，并搜索每个最小隔离区域的上游开关节点；
遍历配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和上游开关节点的控制范围，计算最小隔离区域的停电时间，并将多个最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，其中不同目标停电区域集合内的最小隔离区域的故障类型不同；
根据最小隔离区域的停电时间和多个目标停电区域集合，计算配电网的可靠性指标。
作为优选，获取配电网的拓扑关系，并根据拓扑关系，将配电网划分为多个最小隔离区域，包括：
获取配电网的拓扑关系，拓扑关系包括配电网线路中的断路器与隔离开关的拓扑关系；
以断路器和隔离开关为临界点，对配电网线路的所属区域进行划分，得到多个最小隔离区域。
作为优选，上游开关节点包括断路器和隔离开关，遍历配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和上游开关节点的控制范围，计算最小隔离区域的停电时间，并将多个最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，包括：
若线路故障存在隔离开关故障，则根据所述等效故障率、等效故障修复时间以及断路器和隔离开关在线路故障时的动作顺序和控制范围，计算最小隔离区域的停电时间，并对多个最小隔离区域进行分类，得到多个初始停电区域集合；
根据隔离开关的故障状态，对初始停电区域集合进行修正，得到目标停电区域集合。
作为优选，根据隔离开关的故障状态，对初始停电区域集合进行修正，得到目标停电区域集合，包括：
若隔离开关的故障状态为隔离开关拒动，则由所述隔离开关的上级隔离开关代为闭合或断开，并重新对多个最小隔离区域进行分类，得到多个目标停电区域集合。
作为优选，根据隔离开关的故障状态，对初始停电区域集合进行修正，得到目标停电区域集合，包括：
若隔离开关的故障状态为隔离开关误动，则根据所述隔离开关的控制范围，重新对多个最小隔离区域进行分类，以对所述初始停电区域集合进行修正，得到多个目标停电区域集合。
作为优选，根据最小隔离区域的停电时间和多个目标停电区域集合，计算配电网的可靠性指标，包括：
基于预设停电时间计算公式，根据最小隔离区域的停电时间和多个目标停电区域集合，计算最小隔离区域中所有节点的停电时间；
根据最小隔离区域中所有节点的停电时间，计算配电网的可靠性指标；
其中，预设停电时间计算公式为：
Figure BDA0003655036450000031
其中，
Figure BDA0003655036450000032
为最小隔离区域a故障时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000033
为隔离开关拒动的发生概率，
Figure BDA0003655036450000034
为隔离开关误动的发生概率，
Figure BDA0003655036450000035
为最小隔离区域a故障且隔离开关拒动时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000036
为最小隔离区域a故障且隔离开关误动时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000037
和
Figure BDA0003655036450000038
基于节点i所属的目标停电区域集合确定得到。
作为优选，计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，包括：
基于预设串联计算公式，计算最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，预设串联计算公式为：
Figure BDA0003655036450000039
Figure BDA00036550364500000310
λa为最小隔离区域的等效故障率，γa为最小隔离区域的等效故障修复时间，n为最小隔离区域内的线路数量，λi为最小隔离区域内第i条线路的年故障率，γi为最小隔离区域内第i条线路的故障修复时间。
第二方面，本发明提供一种考虑开关故障的配电网可靠性计算装置，包括：
分区模块，用于获取配电网的拓扑关系，并根据拓扑关系，将配电网划分为多个最小隔离区域，最小隔离区域为对配电网中的故障节点进行隔离的最小区间；
处理模块，用于计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，并搜索每个最小隔离区域的上游开关节点；
遍历模块，用于遍历配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和上游开关节点的控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并将多个最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，其中不同目标停电区域集合内的最小隔离区域的故障类型不同；
计算模块，用于根据最小隔离区域的停电时间和多个目标停电区域集合，计算配电网的可靠性指标。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明将配电网划分为多个最小隔离区域，并以最小隔离区域为单位进行可靠性指标的计算，计算故障率和故障修复时间，以及搜索每个最小隔离区域的上游开关节点，从而大大减少配电网中等效元件的数量；再遍历配电网的线路故障，根据故障率、故障修复时间和上游开关节点的控制范围，计算最小隔离区域的停电时间，以及将多个最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，根据最小隔离区域的停电时间和多个目标停电区域集合，计算配电网的可靠性指标，使得本发明不受配电网元件数量的局限，能够快速准确地计算配电网可靠性指标，提高了计算效率。
同时，本发明考虑了在故障处理时隔离开关出现拒动和误动等变化情况，能够计及隔离开关故障对配电网可靠性的影响，能够完整考虑配电网可靠性，使得计算结果更加准确。
附图说明
图1为本发明实施例示出的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法的流程示意图；
图2为本发明实施例示出的最小隔离区域的分区示意图；
图3为本发明实施例示出的停电区域集合的分类示意图；
图4为本发明实施例示出的考虑开关故障的配电网可靠性计算装置的结构示意图；
图5为本发明实施例示出的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种考虑开关故障的配电网可靠性计算方法的流程示意图。本发明实施例的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法可应用于计算机设备，该计算机设备包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、桌上型计算机、物理服务器和云服务器等设备。如图1所示，本实施例的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法包括步骤S101至步骤S104，详述如下：
步骤S101，获取配电网的拓扑关系，并根据所述拓扑关系，将所述配电网划分为多个最小隔离区域，所述最小隔离区域为对所述配电网中的故障节点进行隔离的最小区间。
在本步骤中，随着配电网元件的增加，传统方法的计算时间会指数级增长，本实施例为了减少计算复杂度，以最小隔离区域为单位进行可靠性计算。其中，最小隔离区域是故障隔离的最小区间，区域内的任何一条线路发生故障都会导致该区域需要等待故障修复后才能恢复供电，根据这一特点可以断路器和隔离开关为临界点，对线路所属区域进行划分。
可选地，获取所述配电网的拓扑关系，所述拓扑关系包括配电网线路中的断路器与隔离开关的拓扑关系；以所述断路器和所述隔离开关为临界点，对所述配电网线路的所属区域进行划分，得到多个所述最小隔离区域。
在本可选实施例中，图2示出了本实施例提供的最小隔离区域的分区示意图。以图2为例，区域A1中L1或L2的故障都会导致断路器B1、B2和隔离开关S1的跳开，从而A1成为故障的最小隔离区域。同理可以划分出系统内其他三个最小隔离区域。
步骤S102，计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，并搜索每个所述最小隔离区域的上游开关节点。
在本步骤中，在划分完最小隔离区域之后，计算每个最小隔离区域在仅有物理系统故障时的故障率和同时有信息系统故障和物理系统故障时的故障率。具体地，基于预设串联计算公式，计算所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，所述预设串联计算公式为：
Figure BDA0003655036450000061
Figure BDA0003655036450000062
λa为所述最小隔离区域的等效故障率，γa为所述最小隔离区域的等效故障修复时间，n为所述最小隔离区域内的线路数量，λi为所述最小隔离区域内第i条线路的年故障率，γi为所述最小隔离区域内第i条线路的故障修复时间。
示例性地，假设系统内各个元件的故障率呈指数分布且相互独立。假设物理系统元件故障率为λP，信息系统元件故障率为λI，元件在t年内可靠运行的概率根据下式计算：
R＝e-λt；
经概率计算可得，单位年内仅有物理系统元件故障的概率为：
Figure BDA0003655036450000071
则，单位年内仅物理系统元件故障的故障率为：
λ1＝-ln P1；
同理，单位年内物理系统元件和信息系统元件同时故障的概率为：
Figure BDA0003655036450000072
单位年内物理系统元件和信息系统元件同时故障的故障率为：
λ2＝-ln P2；
可选地，由于最小隔离区域内所有线路都是连通的，任意一条线路发生故障都会导致整个区域被隔离，所以最小隔离区域的故障率可以通过可靠性的串联计算公式得出，具体如下所示：
Figure BDA0003655036450000073
Figure BDA0003655036450000074
其中λi为区域内第i条线路的年故障率(单位：次/年)；γi为区域内第i条线路的平均故障修复时间(或称停电时间，单位：小时/次)；λa为最小隔离区域的故障率；γa为最小隔离区域的等效故障修复时间；n为最小隔离区域内线路的数量。
对于辐射状运行配电网，首先通过深度优先算法，搜索所有断路器和隔离开关的下游线路。例如图2中，B1的下游线路为L1至L6，B2的下游线路为L5和L6，所以对于L5所在的最小隔离区域A2而言，上游断路器有两个，当A2发生故障时，应该动作的断路器为最近的上游断路器即B2。同理可以计算得到所有最小隔离区域的上游断路器和上游隔离开关。
步骤S103，遍历所述配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和所述上游开关节点的控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并将多个所述最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，其中不同目标停电区域集合内的最小隔离区域的故障类型不同。
在本步骤中，线路故障包括存在隔离开关故障和不存在隔离开关故障，以考虑故障处理时隔离开关的故障情况，从而提高配电网可靠性计算结果的准确度。
可选地，对停电区域集合描述如下：
在配电网发生永久故障后，自动化设备会依次进行故障定位、故障隔离和供电恢复。从故障发生到恢复供电，根据停电时间的差异可以将停电区域划分为四类：
I：故障对该区域的节点没有影响，该区域节点的停电时间为t1＝0；
II：故障发生后，该区域节点的停电时间为故障隔离时间t2；
III：故障发生后，该区域节点的停电时间为负荷转供完成时间t3；
IV：故障发生后，该区域节点的停电时间为故障修复时间t4；
在故障处理过程中，停电区域的划分受断路器和隔离开关位置以及故障位置的影响。以图3为例，当故障发生在节点N2与N3之间时，离故障线路最近的上游断路器B2跳闸且重合闸失败，断路器控制的全部下游节点N2、N3和N4全部失电。随后隔离开关S1、S2动作将故障隔离，断路器B2合闸，节点N2恢复供电。N5为另一条馈线上的节点，联络开关闭合后N4恢复供电。此时L3仍然处于停电状态，需要检修人员到现场修复故障线路后才能恢复供电。
通过以上论述，可以将系统内所有节点划分为四个区域，区域I包含节点为N1；区域II包含节点N2，t2为隔离开关S1、S2动作时间的最大值；区域III包含节点N4，t3为联络开关的动作时间；区域IV包含节点N3，t4为故障线路的修复时间。
在一实施例中，所述上游开关节点包括断路器和隔离开关，步骤S103包括：
若所述线路故障不存在隔离开关故障，则根据所述断路器和隔离开关在所述线路故障时的动作顺序和控制范围，对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个所述目标停电区域集合；
若所述线路故障存在隔离开关故障，则根据所述等效故障率、等效故障修复时间以及所述断路器和隔离开关在所述线路故障时的动作顺序和控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个初始停电区域集合；根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合。
在本实施例中，在无隔离开关故障的情况下，求解停电区域集合。假设系统所有节点的集合为AU。故障发生后，断路器动作导致下游节点失电，停电范围为断路器下游所有节点，设此集合为AB。
随后隔离开关动作，为了描述方便，本发明将隔离开关的动作时序分为两步，第一步为故障上游隔离开关Su动作，隔离下游故障并恢复上游部分节点供电，第二步为下游隔离开关Sd动作，从而通过联络线恢复下游部分节点供电。假设Su的下游节点集合为AS，则上游恢复供电的节点集合为AB－AS。假设通过搜索算法得到的下游恢复供电的节点集合为AT，显然AT∈AS，由此可以计算四类停电区域。I类停电区域为AU－AB，II类停电区域为AB－AS，III类停电区域为AT，IV类停电区域为AS－AT。
为了简便起见，本发明对于转供区域的搜索并不考虑潮流约束，即假设联络线可以带起所有失电负荷。从联络线节点开始(不经过联络线)，向失电区域进行深度优先搜索，当搜索到发生故障的最小隔离区域内节点时停止，此时搜索到的节点集合即为可由转供恢复供电的区域。
以图3为例，AU＝{N1，N2，N3，N4}、AB＝{N2，N3，N4}、AS＝{N3，N4}、AT＝{N4}。I类停电区域为N1，II类停电区域为N2，III类停电区域为N4，IV类停电区域为N3，与前面分析的结果一致。
在考虑隔离开关故障时，并不需要重新进行最小隔离区域划分、搜索最小隔离区域上游开关设备等步骤，只需要对已求解的停电区域集合进行修正，即可得到隔离开关故障时的停电区域集合。
需要说明的是，故障定位错误、信息传输失效、物理元件故障以及环境等因素都有可能导致隔离开关的拒动与误动，所以本发明针对信息传输失效或物理元件损坏导致隔离开关拒动或者误动，并在两种开关故障情况下求解四类停电区域集合。
可选地，所述根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合，包括：
若所述隔离开关的故障状态为隔离开关拒动，则由所述隔离开关的上级隔离开关代为闭合或断开，并重新对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个目标停电区域集合。
在本可选实施例中，当故障区域上游装有多个隔离开关时，正常情况下应由故障区域上游最近的隔离开关动作进行故障隔离。当此开关拒动时，由上级隔离开关代替进行故障隔离。以图2为例，假设区域A4发生故障，原应由隔离开关S3进行故障隔离，当S3拒动时，只能开断S2进行故障隔离。
可选地，由于上级隔离开关开断后，停电节点的数量将增加。根据前述停电区域的划分方法，此时AS将扩大。由于AT是通过搜索得到的集合，在AS改变时AT需要重新搜索。通过计算，I类停电区域的范围不变，II类停电区域的范围将减小，III类和IV类停电区域范围有可能扩大，系统停电的总时间将增加。
可选地，当故障区域上游只有一个隔离开关时，且此隔离开关拒动，则直接由断路器进行故障隔离。此时AB＝AS，I类停电区域范围不变，II类停电区域为空，III类和IV类停电区域范围有可能扩大，系统停电的总时间将增加。
可选地，当故障区域上游只装有断路器没有隔离开关时，同样由断路器进行故障隔离，此情况与上述一致。
可选地，当某联络线上联络开关发生拒动时，部分负荷无法通过转供恢复供电。此时AT减小，I、II类停电区域不变，III类停电区域为减小，IV类区域将扩大，系统停电的总时间将增加。
可选地，所述根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合，包括：
若所述隔离开关的故障状态为隔离开关误动，则根据所述隔离开关的控制范围，重新对多个最小隔离区域进行分类，以对所述初始停电区域集合进行修正，得到多个目标停电区域集合。
在本可选实施例中，开关设备的误动通常是因为故障定位错误，且误动一般发生在故障上游。本发明假设每个故障上游开关设备都有一定的误动几率，在此情况下计算四类停电区域集合和系统可靠性。
步骤S104，根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述配电网的可靠性指标。
在本步骤中，计算配电网的各项可靠性指标，计算公式如下：
Figure BDA0003655036450000111
Figure BDA0003655036450000112
EENS＝∑i∈NCIDiPi；
Figure BDA0003655036450000113
其中，CIDi为用户停电持续时间(单位：小时)；N为系统内所有节点的集合；λl为线路l的故障率；
Figure BDA0003655036450000114
为最小隔离区域A故障时节点i的停电时间；SAIDI为系统平均停电持续时间(单位：小时/户·年)；NCi为节点i承载的用户数量；EENS为系统期望缺供电量(单位：兆瓦/年)；Pi为节点i的有功功率；ASAI为平均供电可用率。
在一实施例中，基于预设停电时间计算公式，根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述最小隔离区域中所有节点的停电时间；
根据所述最小隔离区域中所有节点的停电时间，计算所述配电网的可靠性指标；
其中，所述预设停电时间计算公式为：
Figure BDA0003655036450000115
其中，
Figure BDA0003655036450000116
为最小隔离区域a故障时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000117
为隔离开关拒动的发生概率，
Figure BDA0003655036450000118
为隔离开关误动的发生概率，
Figure BDA0003655036450000119
为最小隔离区域a故障且隔离开关拒动时节点i的停电时间，
Figure BDA00036550364500001110
为最小隔离区域a故障且隔离开关误动时节点i的停电时间，
Figure BDA00036550364500001111
和
Figure BDA00036550364500001112
基于节点i所属的所述目标停电区域集合确定得到。
本实施例考虑了隔离开关出现拒动或误动时最小隔离区域内所有节点的停电时间，能够更加完整地评估配电网的可靠性。
为了执行上述方法实施例对应的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，以实现相应的功能和技术效果。参见图4，图4示出了本发明实施例提供的一种考虑开关故障的配电网可靠性计算装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，本发明实施例提供的考虑开关故障的配电网可靠性计算装置，包括：
分区模块401，用于获取配电网的拓扑关系，并根据所述拓扑关系，将所述配电网划分为多个最小隔离区域，所述最小隔离区域为对所述配电网中的故障节点进行隔离的最小区间；
处理模块402，用于计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，并搜索每个所述最小隔离区域的上游开关节点；
遍历模块403，用于遍历所述配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和所述上游开关节点的控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并将多个所述最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，其中不同目标停电区域集合内的最小隔离区域的故障类型不同；
计算模块404，用于根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述配电网的可靠性指标。
在一实施例中，所述分区模块401，具体用于：
获取所述配电网的拓扑关系，所述拓扑关系包括配电网线路中的断路器与隔离开关的拓扑关系；
以所述断路器和所述隔离开关为临界点，对所述配电网线路的所属区域进行划分，得到多个所述最小隔离区域。
在一实施例中，所述上游开关节点包括断路器和隔离开关，所述遍历模块403，包括：
分类单元，用于若所述线路故障不存在隔离开关故障，则根据所述断路器在所述线路故障时的动作顺序和控制范围，对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个所述目标停电区域集合；
修正单元，用于若所述线路故障存在隔离开关故障，则根据所述等效故障率、等效故障修复时间以及所述断路器和所述隔离开关在所述线路故障时的动作顺序和控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个初始停电区域集合，以及根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合。
在一实施例中，所述修正单元，具体用于：
若所述隔离开关的故障状态为隔离开关拒动，则由所述隔离开关的上级隔离开关代为闭合或断开，并重新对多个最小隔离区域进行分类，得到多个目标停电区域集合。
在一实施例中，所述修正单元，具体用于：
若所述隔离开关的故障状态为隔离开关误动，则根据所述隔离开关的控制范围，重新对多个最小隔离区域进行分类，以对所述初始停电区域集合进行修正，得到多个目标停电区域集合。
在一实施例中，所述计算模块404，具体用于：
基于预设停电时间计算公式，根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述最小隔离区域中所有节点的停电时间；
根据所述最小隔离区域中所有节点的停电时间，计算所述配电网的可靠性指标；
其中，所述预设停电时间计算公式为：
Figure BDA0003655036450000131
其中，
Figure BDA0003655036450000132
为最小隔离区域a故障时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000133
为隔离开关拒动的发生概率，
Figure BDA0003655036450000134
为隔离开关误动的发生概率，
Figure BDA0003655036450000135
为最小隔离区域a故障且隔离开关拒动时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000136
为最小隔离区域a故障且隔离开关误动时节点i的停电时间，
Figure BDA0003655036450000137
和
Figure BDA0003655036450000138
基于节点i所属的所述目标停电区域集合确定得到。
在一实施例中，所述处理模块，包括：
计算单元，用于基于预设串联计算公式，计算所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，所述预设串联计算公式为：
Figure BDA0003655036450000141
Figure BDA0003655036450000142
λa为所述最小隔离区域的等效故障率，γa为所述最小隔离区域的等效故障修复时间，n为所述最小隔离区域内的线路数量，λi为所述最小隔离区域内第i条线路的年故障率，γi为所述最小隔离区域内第i条线路的故障修复时间。
上述的考虑开关故障的配电网可靠性计算装置可实施上述方法实施例的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法。上述方法实施例中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本发明实施例的其余内容可参照上述方法实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
图5为本发明一实施例提供的计算机设备的结构示意图。如图5所示，该实施例的计算机设备5包括：至少一个处理器50(图5中仅示出一个)处理器、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述至少一个处理器50上运行的计算机程序52，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述任意方法实施例中的步骤。
所述计算机设备5可以是智能手机、平板电脑、桌上型计算机和云端服务器等计算设备。该计算机设备可包括但不仅限于处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是计算机设备5的举例，并不构成对计算机设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器50还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51在一些实施例中可以是所述计算机设备5的内部存储单元，例如计算机设备5的硬盘或内存。所述存储器51在另一些实施例中也可以是所述计算机设备5的外部存储设备，例如所述计算机设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述计算机设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
另外，本发明实施例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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意方法实施例中的步骤。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。
在本发明所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，包括：
获取配电网的拓扑关系，并根据所述拓扑关系，将所述配电网划分为多个最小隔离区域，所述最小隔离区域为对所述配电网中的故障节点进行隔离的最小区间；
计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，并搜索每个所述最小隔离区域的上游开关节点；
遍历所述配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和所述上游开关节点的控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并将多个所述最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，其中不同目标停电区域集合内的最小隔离区域的故障类型不同；
根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述配电网的可靠性指标。
2.如权利要求1所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，所述获取配电网的拓扑关系，并根据所述拓扑关系，将所述配电网划分为多个最小隔离区域，包括：
获取所述配电网的拓扑关系，所述拓扑关系包括配电网线路中的断路器与隔离开关的拓扑关系；
以所述断路器和所述隔离开关为临界点，对所述配电网线路的所属区域进行划分，得到多个所述最小隔离区域。
3.如权利要求1所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，所述上游开关节点包括断路器和隔离开关，所述遍历所述配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和所述上游开关节点的控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并将多个所述最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，包括：
若所述线路故障存在隔离开关故障，则根据所述等效故障率、等效故障修复时间以及所述断路器和所述隔离开关在所述线路故障时的动作顺序和控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个初始停电区域集合；
根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合。
4.如权利要求3所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，所述根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合，包括：
若所述隔离开关的故障状态为隔离开关拒动，则由所述隔离开关的上级隔离开关代为闭合或断开，并重新对多个所述最小隔离区域进行分类，得到多个目标停电区域集合。
5.如权利要求3所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，所述根据所述隔离开关的故障状态，对所述初始停电区域集合进行修正，得到所述目标停电区域集合，包括：
若所述隔离开关的故障状态为隔离开关误动，则根据所述隔离开关的控制范围，重新对多个最小隔离区域进行分类，以对所述初始停电区域集合进行修正，得到多个目标停电区域集合。
6.如权利要求1所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，所述根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述配电网的可靠性指标，包括：
基于预设停电时间计算公式，根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述最小隔离区域中所有节点的停电时间；
根据所述最小隔离区域中所有节点的停电时间，计算所述配电网的可靠性指标；
其中，所述预设停电时间计算公式为：
Figure FDA0003655036440000021
其中，
Figure FDA0003655036440000022
为最小隔离区域a故障时节点i的停电时间，
Figure FDA0003655036440000023
为隔离开关拒动的发生概率，
Figure FDA0003655036440000031
为隔离开关误动的发生概率，
Figure FDA0003655036440000032
为最小隔离区域a故障且隔离开关拒动时节点i的停电时间，
Figure FDA0003655036440000033
为最小隔离区域a故障且隔离开关误动时节点i的停电时间，
Figure FDA0003655036440000034
和
Figure FDA0003655036440000035
基于节点i所属的所述目标停电区域集合确定得到。
7.如权利要求1所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法，其特征在于，所述计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，包括：
基于预设串联计算公式，计算所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，所述预设串联计算公式为：
Figure FDA0003655036440000036
Figure FDA0003655036440000037
λa为所述最小隔离区域的等效故障率，γa为所述最小隔离区域的等效故障修复时间，n为所述最小隔离区域内的线路数量，λi为所述最小隔离区域内第i条线路的年故障率，γi为所述最小隔离区域内第i条线路的故障修复时间。
8.一种考虑开关故障的配电网可靠性计算装置，其特征在于，包括：
分区模块，用于获取配电网的拓扑关系，并根据所述拓扑关系，将所述配电网划分为多个最小隔离区域，所述最小隔离区域为对所述配电网中的故障节点进行隔离的最小区间；
处理模块，用于计算每个所述最小隔离区域的等效故障率和等效故障修复时间，并搜索每个所述最小隔离区域的上游开关节点；
遍历模块，用于遍历所述配电网的线路故障，根据所述等效故障率、等效故障修复时间和所述上游开关节点的控制范围，计算所述最小隔离区域的停电时间，并将多个所述最小隔离区域组成多个目标停电区域集合，其中不同目标停电区域集合内的最小隔离区域的故障类型不同；
计算模块，用于根据所述最小隔离区域的停电时间和多个所述目标停电区域集合，计算所述配电网的可靠性指标。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的考虑开关故障的配电网可靠性计算方法。
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