[发明专利]基于成功流的配电系统可靠性指标计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于成功流的配电系统可靠性指标计算方法，属于配电系统可靠性分析的技术领域。

背景技术

随着社会的发展，用户对电能质量的要求越来越高。如何向用户提供充足、可靠、经济的电能是电力工作者的首要任务。电力系统可靠性问题是影响电能质量的关键因素之一。因此，提高电力系统的供电可靠性是提高电能质量的重要环节之一。

过去几十年里，在发输电组合系统可靠性指标计算问题上许多专家学者投入了大量的研究，从理论分析、计算方法、实际应用等方面进行了深入讨论，奠定了发输电系统可靠性应用的基础，相应的工程应用工作也取得了较大的进展。相比之下，配电系统可靠性的指标计算问题远没有受到重视，主要原因在于发电设备比配电设施集中，设备一次性投资大，建设周期长，且发电容量不足造成的停电给社会及环境可能带来严重后果，因此着重强调了确保供电的充足度和尽力满足电力系统发电部分的要求。然而，配电系统不可靠造成的损失是非常大的，据电力公司统计：大约80％的用户故障源于配电系统故障。

配电系统可靠性的指标计算方法大致可分为解析法和仿真法两类。其中仿真方法比较灵活，但其计算精度与仿真次数的平方根成反比，因而实际应用中难以避免计算耗时的问题；解析法基于系统历史数据统计的假定，又可分成网络模型以及Markov模型两种，由于Markov模型应用于规模较大的系统时计算时间较长，因此目前用的较多的还是网络模型。传统解析方法的共同特征是利用基于故障模式影响的分析法，通过对系统中各元件状态的搜索，列出全部可能的系统状态，采用组合法求解最小割集。因此随着配电系统规模的扩大，状态组合将十分庞大，模型复杂度按指数增加，相应的处理速度也会很慢。实际应用时同时存在编程复杂的困难。

成功流法是一种以成功为导向的系统概率分析技术。该方法最初是在20世纪60年代中期由美国Kaman科学公司提出的，用于解决复杂系统的可靠性问题。经过长期的研究和发展，成功流法的功能得到逐步完善，对于多状态、有时序的系统的可靠性指标计算更为有力。

成功流法的建模是以成功为导向，从输入单元的成功状态开始，逐步分析成功后果，直到代表系统的输出信号。其建模方式为归纳法，其定量计算可直接进行，而不需要事先求出最小割集即可得到精确的结果。

成功流法一般的分析过程为：系统分析、根据系统结构建立成功流图、输入数据、进行成功流运算。首先定义所分析的系统，规定系统的范围，确定系统所包含的单元以及单元组成系统的结构，分析其功能，确定系统的成功准则。成功流图建立并输入操作符的可靠性数据后，进行成功流运算。从输入操作符的输出信号开始，按操作符规定的算法，逐步运算至系统的输出信号，得到系统所有信号流的可靠性特征量。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种计算模型简单，计算耗时少，计算精度高可以用于较大规模系统的基于成功流算法的配电系统可靠性的指标计算方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供的基于成功流的配电系统可靠性指标的计算方法包括以下步骤：

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。

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)