一种输配电一体化可靠性指标计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网供电可靠性技术领域，尤其是一种输配电一体化可靠性指标计算 方法。
【背景技术】
[0002] 配电网从输电网接受电能，通过配电设施就地分配或者按照电压等级逐级分配给 用户，而其有不同的电压等级、负荷种类繁杂、供电方式和接线方式的特殊性都使得配电网 供电变得更加复杂。而目前对配电网供电可靠性的评估中，一般都没有考虑输电系统故障 对于配电网可靠性的影响，这显然是不正确的；而输电网由于没有和用户直接相连，对其可 靠性的分析并不能提供具体负荷点处的可靠性指标。这些都导致目前的电网可靠性指标评 估系统的不准确和不完整。
[0003] 随着电力系统的发展，电网逐渐演变成多环节综合作用的复杂电力网络，任何一 个环节发生故障，都有可能造成事故的扩大，引起大面积停电事故，造成重大损失。供电可 靠性不再只受配电系统的影响，输电系统对其影响同样很大，有必要建立基于输配电一体 化的综合可靠性指标，全面、更加准确地评估供电可靠性。
[0004]输配电一体化系统的可靠性指标的建立，就是把输、配电系统作为一个整体，考虑 其对用户可靠性的影响，因而能够更加真实的反映输、配电系统对用户供电的可靠程度。输 配电一体化的可靠性指标就是在配电侧进行可靠性计算时，同样采用输电侧的可靠性指 标，使得输配电的可靠性指标成为一个统一完整的指标，对于提高整个电网可靠性管理的 水平具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种可对整个电网可靠性统一管理的输 配电一体化可靠性指标计算方法。
[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种输配电一体化可靠性指标计算方 法，包括以下步骤：
[0007] (1)输电设备可靠性建模:建立包括断路器、变压器、线路、母线在内的输电设备可 靠性模型，此步分析系统可靠性的基础；
[0008] (2)蒙特卡洛系统状态抽取:从发电机、输电线路、节点负荷这三类设备的概率分 布函数中抽取样本，代表系统的状态，再进行状态估计，判断是否解列，再根据运行状态采 取消减负荷等措施排除系统故障；
[0009] (3)最大输电能力(TTC)计算:基于蒙特卡洛法和灵敏度分析法，在状态估计排除 系统故障后，计算TTC;对每次状态估计的TTC结果进行统计，得到系统的TTC指标；
[0010] (4)输电网负荷点可靠性指标:输电网与配电网之间通过若干节点连接，输电网中 的负荷节点可靠性指标需要以故障率和平均停运时间的形式传达到下级电网；
[0011] (5)负荷-电源可靠性等值:根据输电网末端的负荷节点是配电网的电源节点这一 特点，按照等值原则进行负荷-电源模型等值；
[0012] (6)系统可靠性指标计算：以负荷节点的年均负荷削减频率和切负荷平均持续时 间作为输配网间传递的可靠性指标，将电网可靠性指标赋予输配电一体化新的内涵；
[0013] (7)系统可靠性指标修正输出：将得到的输配电一体化可靠性指标输采用基于电 压暂降的方法修正，考虑到了配电网不同负荷类型的影响，从而得到更加精确完善的指标。
[0014]本发明有益的效果是:本发明技术方案构建输配电一体化可靠性指标模型，综合 考虑输电网和配电网可靠性指标，从电源指向负荷，全面量化输电网的可靠性水平对配电 网可靠性的影响，可以找出系统薄弱点，形成一套完整的输配电一体化可靠性评估体系，为 电网安全运行、规划发展提供可靠的参考依据。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的流程图；
[0016]图2是电压降落与状态持续时间的关系图；
[0017]图3是本发明采用的算例输电网结构图；
[0018]图4是本发明采用的算例配电网结构图；
[0019]图5是输配电一体化可靠性指标计算结果；
[0020] 图6是不考虑输电网影响的配电网可靠性指标计算结果。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0022] 如图所示，这种输配电一体化可靠性指标计算方法，包括以下步骤：
[0023] (1)输电设备可靠性建模:建立包括断路器、变压器、线路、母线在内的输电设备可 靠性模型，此步分析系统可靠性的基础；
[0024] (2)蒙特卡洛系统状态抽取:从发电机、输电线路、节点负荷这三类设备的概率分 布函数中抽取样本，代表系统的状态，再进行状态估计，判断是否解列，再根据运行状态采 取消减负荷等措施排除系统故障；
[0025] (3)最大输电能力(TTC)计算:基于蒙特卡洛法和灵敏度分析法，在状态估计排除 系统故障后，计算TTC;对每次状态估计的TTC结果进行统计，得到系统的TTC指标；
[0026] (4)输电网负荷点可靠性指标:输电网与配电网之间通过若干节点连接，输电网中 的负荷节点可靠性指标需要以故障率和平均停运时间的形式传达到下级电网；
[0027] (5)负荷-电源可靠性等值:根据输电网末端的负荷节点是配电网的电源节点这一 特点，按照等值原则进行负荷-电源模型等值；
[0028] (6)系统可靠性指标计算：以负荷节点的年均负荷削减频率和切负荷平均持续时 间作为输配网间传递的可靠性指标，将电网可靠性指标赋予输配电一体化新的内涵。
[0029] (7)系统可靠性指标修正输出：将得到的输配电一体化可靠性指标输采用基于电 压暂降的方法修正，考虑到了配电网不同负荷类型的影响，从而得到更加精确完善的指标。
[0030] S1、开始
[0031]启动一种输配电一体化可靠性指标计算方法程序[0032] S2、输电设备可靠性建模
[0033]输电系统包括很多电气设备:变压器、线路、母线、断路器等，这些设备特性不同， 对整个电力系统和对于配电网可靠性的影响也是不同的。分析各个电气设备的故障引起的 后果，建立其可靠性模型是建立准确的输配电一体化可靠性指标的基础。
[0034] 1)变压器及线路可靠性模型
[0035] 变压器与线路是输配电一体化系统中重要的电能输电设备，设备的稳态状态概率 模型是：
[0036]
⑴
[0037] 其中，Pn、Pm、Pr分别为变压器或线路处于正常状态、检修状态、恢复状态的概率； Am、Ar分别为变压器或线路的故障率;ym、yr分别为变压器或线路的恢复率。
[0038] 2)母线可靠性模型
[0039] 母线在变电站中的作用是电能的汇集和分配，是联系输配电系统的中间环节，所 以对于可靠性指标的建立有着重要作用。在所有的故障类型中，母线短路故障会引起多个 断路器动作，甚至造成停电发生;发生故障时会采取倒闸操作倒负荷进行负荷转移，所以母 线的可靠性模式考虑的状态五种:母线短路故障状态、倒闸暂时性故障状态、检修状态、正 常状态、恢复状态。
[0040] 母线的稳态状态概率模型为：
[0041] (2)
[0042] 其中，？^(?心上上分别为母线处于正常状态、检修状态、恢复状态、倒闸暂时故 障状态、母线短路故障状态的概率;1"4*、\^&为母线的故障率^^以^以^为母线恢复率， 为母线负荷转移率。
[0043] 3)断路器可靠性模型
[0044]断路器的操作会改变系统的拓扑结构，对于输配电一体化系统的运行状态有着重 要作用。除了正常和检修状态外，断路器故障状态还可以分为一般性故障、活动性故障和扩 大性故障，后两者都引起了其他设备故障，尤其是扩大性故障考虑到继电保护动作的影响。
[0045]断路器的稳态状态概率模型是：
[0046] Ο；)
[0047] 其中，？〃、？(^[^/1心分别为断路器处于正常状态、检修状态、一般性故障状态、活 动性故障状态、扩大性故障状态的概率;1