[发明专利]基于成功流的配电系统可靠性指标计算方法

权利要求书

1.一种基于成功流的配电系统可靠性指标的计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：读入网络参数：包括线路、变压器、熔断器、隔离开关、断路器的元件参数，

步骤2：读入可靠性数据：包括线路故障率，线路检修时间；断路器操作时间，断路器故障率；隔离开关操作时间；熔断器故障率；变压器故障率，变压器故障维修时间，

步骤3：形成网络拓扑结构，形成元件连接关系，

步骤4：利用递归算法计算各条复杂支路的可靠性指标；复杂支路即，某支路包括超过1个线路元件，该支路的可靠性指标没有直接作为系统参数给出；复杂支路的可靠性指标包括支路的成功概率和支路的成功运行时间概率，

步骤5：计算各负荷点的可靠性指标：负荷点可靠性指标包括年平均故障次数和年平均停电时间，计算年平均故障时间时，不需要考虑隔离开关的影响，而计算年平均停电时间时，如果负荷能通过其他电源供电则需要用隔离开关的操作时间进行修正，

步骤6：计算系统总的可靠性指标。

2.如权利要求1所述的基于成功流的配电系统可靠性指标计算方法，其特征在于步骤4所述的采用递归算法计算各条复杂支路的可靠性指标的方法为，在求取用户1(L_p1)的可靠性指标时，要使得L_p1不停电只有干线元件均正常运行，且支路元件也正常或对其无影响，并认为熔断器100％可靠或断路器100％正确动作，对于用户1(L_p1)，其故障率按(1)式计算：

λ₁＝(1-P₀*P₂*P₃)*N    (1)

式中其中λ₁为用户1(L_p1)故障率，N为一时段，这里取N为8760h；P₀表示干线成功概率，P₂和P₃分别表示支路2和3的成功概率，其中P₃按(2)式计算：

P₃＝1-(1-P_*)(1-P_CB)(2)

其中P_*为断路器以下各元件的成功组合，P_CB为断路器可靠性动作概率，P_*即为本级递归与下一层递归接口。

3.如权利要求1所述的基于成功流的配电系统可靠性指标计算方法，其特征在于：步骤5中所述的每个负荷点的可靠性指标的计算方法包括：求取各负荷点的供电成功概率的方法、求取负荷点平均年停运时间的方法：

求取各负荷点的供电成功概率的方法为：

步骤51：根据式(3)求取各元件的成功概率，

P＝1-λ/N    (3)

其中λ为故障率，r为设备平均停运时间，N为一时段，这里取N为8760h；

步骤52：求取各负荷点的供电成功概率：该值分为两部分，一部分是主干线故障的影响，将各段线路成功概率相乘；另一部分则是分支线其他负荷故障对其影响，同理将该分支线作为一小系统先求得该线路的成功概率，最后将求得的两个值相乘即可得到该负荷点最终的可靠性指标，对于负荷点A2，其故障率为：

λ_A2＝(1-P₀₂*P_a2*P_B2*P_C2*P_D2)*N    (4)

其中P₀₂为干线成功概率，对于该图的结构，P₀₂＝P₁₂*P₂₂*P₃₂*P₄₂；P_B2，P_C2，P_D2，以及下文的P_A2分别代表b2，c2，d2，a2支路包括熔断器在内的成功概率，针对该图中网络结构，P_A2，P_B2，P_C2，P_D2的通用计算式按(5)式给出：

P_l＝1-P′_l*P′_L(l＝a2，b2，c2，d2；L＝A2，B2，C2，D2)(5)

其中P′_l为分支线的故障率(P′_l＝λ_l/N)，P′_L为该支路上熔断器的不动作概率，

而P_a2，P_b2，P_c2，P_d2则仅为该支路线路的成功概率，可按(3)式计算出，

同理，负荷点B2，C2，D2点故障率如式(6)所示：

λ_B2＝(1-P₀₂*P_b2*P_A2*P_C2*P_D2)*N

λ_C2＝(1-P₀₂*P_c2*P_A2*P_B2*P_D2)*N    (6)

λ_D2＝(1-P₀₂*P_d2*P_A2*P_B2*P_C2)*N

对于多分支的复杂辐射型配电网络，采用同样模型分层计算；求取负荷点平均年停运时间的方法为：

步骤7：根据式(7)求取各元件的成功运行时间概率；

P_U＝1-λ*r/N＝1-U/N    (7)

步骤8：求取负荷点平均年停运时间：故障时能用隔离开关隔离的设备，用隔离开关的操作时间来修正其正常运行概率，采用与计算故障率类似的方法求取各负荷点的平均停运时间，对于负荷点A，其故障时间计算如(8)式

U_A3＝(1-P_U13*P_Ua3*P_U23′*P_Ub3′*P_U33′*P_Uc3′*P_U43′*P_Ud3′)*N    (8)

其中P_U23′，P_U33′，P_U43′，P_Ub3′，P_Uc3′，P_Ud3′表示用隔离开关的操作时间修正后的设备正常运行概率，他们的通用计算式按(9)式给出：

P_Ui′＝1-λ_i*r_g/N

                   i＝13，23，33，43；l＝a3，b3，c3，d3(9)

P_Ul′＝1-λ_l*r_g/N

λ_i为干线故障率，λ_l为支路故障率，r_g为隔离开关的操作时间，

同理，负荷点B3，C3，D3的平均停运时间如(10)式

U_B3＝(1-P_U23*P_Ub3*P_U13*P_Ua3*P_U33′*P_Uc3′*P_U43′*P_Ud3′)*N

U_C3＝(1-P_U33*P_Uc3*P_U23*P_Ub3*P_U13*P_Ua3*P_U43′*P_Ud3′)*N    (10)

U_D3＝(1-P_U43*P_Ud3*P_U23*P_Ub3*P_U33*P_Uc3*P_U13*P_Ua3)*N

当转移容量受限制时，需要对(8)式部分参数进行修正，规则是对于各负荷点，修正需采用备用电源供电的故障元件，对负荷点B3，当干线13及支路a3故障时需用能转移负荷的概率η修正P_U13′和P_Ua3′，其他参数不变，对于负荷点A3，故不需修正，支路和负荷点故障概率是否修正根据负荷点两端的隔离开关确定，对于负荷点主电源侧隔离开关至主电源段所有参数均修正，而其他参数不变，修正规则如(11)式

P_Ui′＝1-(η*λ_i*r_g+(1-η)*λ_i*r_i)/N    

P_Ul′＝1-(η*λ_l*r_g+(1-η)*λ_l*r_l)/N         (11)

其中η值根据潮流计算结果确定，

对于多分支的复杂辐射型配电网络，采用同样模型分层计算。