[发明专利]一种负荷点停电故障总频率评估方法

权利要求书

1.一种负荷点停电故障总频率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.从所评估地区相关数据库获取工作系统和备用系统电源均采用双母线接线时三分段三联络城市配电网电源系统、配电线路、负荷母线接地、短路、雷击因素造成的故障数据；

S2.计算电源系统Am1a、Am1b、Cm1a、Cm1b的故障率λ_SAm1a、λ_SAm1b、λ_SCm1a、λ_SCm1b；第一工作系统和第二工作系统配电线路故障率λ_SALi，i＝1,2,3,..., N_A，N_A为工作系统A配电线路数量；第一备用系统和第二备用系统的配电线路故障率λ_SCLi，i＝1,2,3,...,N_C，N_C为系统C的电源系统Cm1至联络开关2的配电线路数量；联络电线路故障率λ_SL2；工作系统A负荷母线故障率λ_SAi，i＝1,2,3，第一备用系统和第二备用系统负荷母线故障率λ_SCi，i＝1,2,3；

S3.从相关数据库获取工作系统和联络系统电源均采用双母线接线时三分段三联络城市配电网电源系统、配电线路、负荷母线等接地、短路、雷击因素造成的维修数据；

S4.计算电源系统Am1a、Am1b、Cm1a、Cm1b的的维修率μ_SAm1a、μ_SAm1b、μ_SCm1a、μ_SCm1b；第一工作系统和第二工作系统的配电线路维修率μ_SALi，i＝1,2,3；第一备用系统和第二备用系统配电线路维修率μ_SCLi，i＝1,2,3；联络电线路维修率μ_SLi；第一工作系统和第二工作系统负荷母线维修率μ_SAi，i＝1,2,3；第一备用系统和第二备用系统负荷母线维修率μ_SCi，i＝1,2,3；

S5.根据第一工作系统与大系统电源的连接关系以及配电线路和负荷母线的故障率和维修率特征，针对不同负系统A第2条荷母线在电源母线Am1a之间的相对关系，考虑系统A上大系统电源Am1a、Am1b、负荷侧电源母线Am1、配电线路AL1、AL2和负荷母线A1、A2七种元件，以及系统C上大系统电源Cm1a、Cm1b、负荷侧电源母线Cm1、配电线路CL1、CL2和负荷母线C1、C2及联络线L2八种元件，计算时间内只发生单一或m元件重复故障的概率；

S6.构建电源均采用双母线接线时三分段三联络城市配电网系统A第2条负荷母线LA2供电可靠性评估的五状态空间；

S7.计算出系统电源均采用双母线接线时三分段三联络城市配电网系统A第1条负荷母线停电不可用率U，即P_C5；

S8.计算工作系统A第2条负荷母线A2总维修率以及其停电故障总频率；

所述步骤S5中计算时间内只发生单一或m元件重复故障的概率的具体过程如下：

S5.1.大系统电源母线Am1a故障，同时由相应备用断路器闭合将负荷转由电源系统母线Am1b供电，第一工作系统转移到第二工作系统，即系统由状态1转移到状态2；其转移概率为：

p₁₂＝λ_SAm1a；

对于可修复大系统电源母线Am1a，在研究时间内由故障状态维修到正常工作状态，同时由相应备用断路器闭合将负荷恢复由电源系统母线Am1a供电，第二工作系统转移到第一工作系统，即系统由状态2转移到状态1；其转移概率为：

p₂₁＝μ_SAm1a；

S5.2.大系统电源母线Am1b故障，第一工作系统依旧正常工作，即大系统电源母线Am1b是否故障对第一工作系统不影响其可靠性；

S5.3.负荷侧电源母线Am1、配电线路AL1、AL2、负荷母线A1任一故障，第一工作系统和第二工作系统均故障；同时由相应备用联络断路器闭合将负荷转由电源系统母线Cm1a供电，第一工作系统直接转移到第一备用系统，即系统由状态1转移到状态3；其转移概率为：

其中，N_A＝2；

对于可修复负荷侧电源母线Am1、配电线路AL1、AL2、负荷母线A1，时间内对应元件由故障状态维修到正常工作状态，同时由相应断路器操作闭合将负荷恢复由电源系统母线Am1a供电，第一备用系统转移到第一工作系统，即系统由状态3转移到状态1；其转移概率为：

其中，

S5.4.负荷母线A2故障，其上面负荷停电；即系统由状态1转移到状态5；其转移概率为：

p₁₅＝λ_SA2；

对于可修复负荷母线A2，由故障状态维修到正常工作状态，同时由相应断路器操作将负荷恢复由电源系统母线Am1a供电，即系统由状态5转移到状态1；其转移概率为：

S5.5.系统处于状态2，在研究时间内它可返回状态1，也可过渡到状态3，即大系统电源母线Am1b、负荷侧电源母线Am1、配电线路AL1再发生任一故障，同时由相应备用联络断路器闭合将负荷转由电源系统母线Cm1a供电，第二工作系统转移到第一备用系统，即系统由状态2转移到状态3；其转移概率为：

p₂₃＝λ_SAm1b；

对于可修复大系统电源母线Am1b，由故障状态维修到正常工作状态，同时由相应断路器操作将负荷由电源系统母线Cm1a转移到电源系统母线Am1b供电，第一备用系统转移到第二工作系统，即系统由状态3转移到状态2；其转移概率为：

S5.6.系统处于状态3，在研究时间内对应元件的故障修复它可返回状态1和状态2，也可过渡到状态4和状态5；

当Cm1a故障时，第一备用系统故障，由相应断路器操作将负荷转移由电源系；

统母线Cm1b供电，即系统由状态3转移到状态4；其转移概率为：

p₃₄＝λ_SCm1a；

对于可修复大系统电源母线Cm1a，在研究时间内由故障状态维修到正常工作状态，同时由相应断路器操作将负荷由电源系统母线Cm1b转移到电源系统母线Am1a供电，第一备用系统1转移到第二工作系统，即系统由状态4转移到状态3；

而系统由状态4转移到状态3，其转移概率为：

p₄₃＝μ_SCm1a；

当备用系统上的负荷侧电源母线Cm1、配电线路CL1、CL2、负荷母线C1、C2以及联络线L2任一故障，第一备用系统和第二备用系统均故障，负荷母线A2停电；即系统由状态3转移到状态5，其转移概率为：

其中，N_C＝2；

对于可修复负荷侧电源母线Cm1、配电线路CL1、CL2、负荷母线C1、C2以及联络线L2，对应对应元件的故障修复系统可由状态5返回状态3；其转移概率为：

其中，N_C＝2，

N_C＝2，为从联络断路器或联络开关至负荷电源母线Cm1之间的系统C配电线路，同时也是为从联络断路器或联络开关至负荷侧电源母线Cm1之间的系统C负荷母线总数；

S5.7.系统处于状态4，对应元件Cm1a的故障修复系统可返回状态3，也可过渡到状态5；即当大系统电源母线Cm1b，第二备用系统故障，负荷母线A1停电，其转移概率为：

p₄₅＝λ_SCm1b；

对于对应可修复大系统电源母线Cm1b、负荷侧电源母线Cm1、配电线路CL1、CL2、负荷母线C1、C2以及联络线L2故障修复，系统可由状态5返回状态4，其转移概率为：

S5.8.系统处于状态5，对应元件的故障修复系统可返回状态4，可返回状态3，可返回状态1；

所述步骤S6的具体过程如下：

构建电源均采用双母线接线时三分段三联络城市配电网系统A第2条负荷母线LA2供电可靠性评估的五状态空间：

式中，p₂₁＝μ_SAm1a，p₁₂＝λ_SAm1a，

p₂₃＝λ_SAm1b，p₁₅＝λ_SA2，

p₄₃＝μ_SCm1a，p₃₄＝λ_SCm1a，

p₄₅＝λ_SCm1b，

其中，N_C＝2，N_A＝2，并且矩阵Pc每行元素之和为1；

所述步骤S7的具体过程如下：

利用[P_C1 P_C2 P_C3 P_C4 P_C5]·Pc＝[P_C1 P_C2 P_C3 P_C4 P_C5]及P_C1+P_C2+P_C3+P_C4+P_C5＝1，上式联立形成新的等价矩阵形式：

解方程组可得系统停留在对应状态的稳态概率，利用MATLAB编程计算出系统电源均采用双母线接线时三分段三联络城市配电网系统A第1条负荷母线停电不可用率U，即P_C5。

2.根据权利要求1所述的一种负荷点停电故障总频率评估方法，其特征在于，所述步骤S8的具体为：

系统A第2条负荷母线A2总维修率：

μ₂＝p₅₁+p₅₃+p₅₄

系统A第2条负荷母线A2停电故障总频率：

f₂＝P_C5×(p₅₁+p₅₃+p₅₄)。