王楓,祁彥鵬,傅正財(cái)(.電力傳輸與功率變換控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海交通大學(xué)電氣工程系,上海20000;2.國網(wǎng)上海電力公司市南供電公司,上海2002;.國網(wǎng)天津市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,天津007)
面向開關(guān)的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估簡化模型
王楓1,2,祁彥鵬3,傅正財(cái)1
(1.電力傳輸與功率變換控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海交通大學(xué)電氣工程系,上海200030;2.國網(wǎng)上海電力公司市南供電公司,上海200233;3.國網(wǎng)天津市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,天津300171)
為簡化復(fù)雜配電網(wǎng)的可靠性計(jì)算過程以及減少所要分析計(jì)算的元件數(shù)量,提出了一種面向開關(guān)的可靠性評(píng)估簡化模型。首先依據(jù)開關(guān)屬性及其在可靠性評(píng)估中的作用建立了開關(guān)因子模型,定義了配電網(wǎng)分級(jí)與分區(qū)的概念,建立了面向開關(guān)的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型。然后在分級(jí)分區(qū)的基礎(chǔ)上建立了配電網(wǎng)簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,嘗試了一種新的編號(hào)原則,提出了開關(guān)自動(dòng)生成算法,從而完成了面向開關(guān)的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估簡化模型的算法。對(duì)RBTS母線6計(jì)算的結(jié)果驗(yàn)證了所建模型的有效性。
配電網(wǎng);開關(guān)因子模型;分級(jí)與分區(qū);面向開關(guān);可靠性評(píng)估
配電網(wǎng)連接輸電網(wǎng)與電力用戶,起著接受并分配電能的作用。由于與用戶直接相連,配電網(wǎng)供電可靠性對(duì)電力用戶有著重要影響,統(tǒng)計(jì)資料表明,在停電事故中,80%是由配電網(wǎng)故障引起的[1],所以加強(qiáng)配電網(wǎng)可靠性評(píng)估具有重要意義。
配電網(wǎng)可靠性評(píng)估的傳統(tǒng)方法是故障模式與后果分析[2]FMEA(failure-mode-and-effectanalysis)法,但該法直接應(yīng)用于復(fù)雜的配電網(wǎng)有一定的困難。文獻(xiàn)[3-5]通過最小路集法求取配電網(wǎng)的可靠性參數(shù),減少了計(jì)算量。文獻(xiàn)[6]把最小割集法應(yīng)用于配電網(wǎng)可靠性計(jì)算。文獻(xiàn)[7-12]應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)等值法把一個(gè)復(fù)雜的配電網(wǎng)逐步簡化成簡單輻射狀主饋線系統(tǒng)后進(jìn)行可靠性計(jì)算。文獻(xiàn)[13-18]依據(jù)配電網(wǎng)的自然輻射狀拓?fù)涮匦詫?duì)其進(jìn)行分層分塊,然后分別應(yīng)用最小路法、最小割集法或FMEA法進(jìn)行可靠性評(píng)估。文獻(xiàn)[20-24]以開關(guān)為核心進(jìn)行了可靠性方面的評(píng)估。
本文首先對(duì)開關(guān)屬性進(jìn)行分析,建立了開關(guān)因子模型,基于此模型提出配電網(wǎng)的分級(jí)分區(qū)簡化模型并提供了數(shù)學(xué)依據(jù),然后依據(jù)開關(guān)的影響范圍,建立配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型,并提出開關(guān)搜索算法,以開關(guān)為核心進(jìn)行配電網(wǎng)可靠性評(píng)估,同時(shí)對(duì)開關(guān)在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)可靠性的影響作了對(duì)比分析。
1.1 開關(guān)的屬性
電力系統(tǒng)中含有大量的開關(guān)裝置,如斷路器、分段/隔離開關(guān)、熔斷器等,其作用在于系統(tǒng)中有設(shè)備故障時(shí)斷開相關(guān)設(shè)備與電網(wǎng)的連接,起到隔離故障的效果。但開關(guān)本身作為配電網(wǎng)中的一個(gè)設(shè)備,其本身故障也會(huì)引起停電事故,甚至?xí)鸶笸k姺秶?。設(shè)開關(guān)的可靠性參數(shù)為故障率Isi、平均修復(fù)時(shí)間rsi及年平均停電時(shí)間Usi,根據(jù)狀態(tài)空間法[1]可知其處于可靠工作狀態(tài)的概率為
1.2 開關(guān)的因子模型
開關(guān)在配電網(wǎng)可靠性評(píng)估中由于計(jì)算方向的不同,所起的作用也有較大差異,本文對(duì)和潮流方向一致的叫順流方向,反之稱逆流方向,見圖1。
圖1 開關(guān)的因子模型Fig.1 SWitch factormodel
順流方向計(jì)算過程中,開關(guān)與普通設(shè)備在可靠性分析上性質(zhì)類同,其本身故障與其后對(duì)應(yīng)的普通設(shè)備故障所引起的停電范圍與效果相同,兩者對(duì)下游電網(wǎng)可靠性的影響為
式中:Ii和ri分別為設(shè)備i的故障率和平均修復(fù)時(shí)間;IE、rE以及UE為表示開關(guān)與設(shè)備對(duì)電網(wǎng)下游負(fù)荷點(diǎn)可靠性參數(shù),即故障率、平均修復(fù)時(shí)間以及年平均停電時(shí)間影響的等效值。
逆流方向計(jì)算時(shí)則有較大不同,設(shè)備故障時(shí),相應(yīng)開關(guān)所起的作用是斷開該設(shè)備與上游電網(wǎng)連接,成功率以其工作的可靠度來反映,考慮到一般配電網(wǎng)均配置備用電源,故平均故障時(shí)間取分段開關(guān)操作時(shí)間與設(shè)備故障修復(fù)時(shí)間的小者。兩者對(duì)上游電網(wǎng)負(fù)荷點(diǎn)可靠性影響的等效值為
式中,rmin{ri,rd}表示取ri與rd的小者,rd為分段開關(guān)操作時(shí)間。
合并順流與逆流兩種情況,即為開關(guān)的因子模型,其中順流方向求和,又稱順流因子模型,逆流方向取積,也稱逆流因子模型,且有
1.3 分級(jí)分區(qū)簡化模型
現(xiàn)代配電網(wǎng)由于配電自動(dòng)化(distribution automation)的廣泛實(shí)施,線路上分布著大量的饋線終端單元FTU(feeder terminal units)及遠(yuǎn)程終端單元RTU(remote terminalunits)。文獻(xiàn)[13-14]以裝有FTU或RTU的分段斷路器為節(jié)點(diǎn),以相鄰節(jié)點(diǎn)之間的設(shè)備為邊形成了基于圖論的配電網(wǎng)簡化模型,但均基于定性分析,尚缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评怼?/p>
本文基于開關(guān)的因子模型,以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)理邏輯推理為基礎(chǔ),建立了基于開關(guān)因子模型的配電網(wǎng)分級(jí)分區(qū)簡化模型。圖2是典型的配電網(wǎng)輻射狀結(jié)構(gòu)饋線,任意選取一個(gè)支路如S11-T11-L11-LP11為研究對(duì)象,依據(jù)開關(guān)的因子模型,則有
順流方向:
由式(11)、(12)可知,開關(guān)之間所包含的區(qū)域(本文稱為分區(qū))在可靠性邏輯上屬串聯(lián)關(guān)系,同一分區(qū)內(nèi)任一設(shè)備故障,系統(tǒng)中開關(guān)的動(dòng)作情形完全相同,亦都會(huì)引起整個(gè)分區(qū)停電,故可采用多元件串聯(lián)公式計(jì)算該分區(qū)的等效可靠性參數(shù)。
設(shè)第i個(gè)分區(qū)中包含n個(gè)設(shè)備,其中第j個(gè)設(shè)備的故障率、修復(fù)時(shí)間和年停電時(shí)間分別為Ij、rj、Uj,則該分區(qū)的等效故障率Ii、等效平均修復(fù)時(shí)間ri以及等效年平均停電時(shí)間Ui為
圖2中S11-T11-L11-LP11支路經(jīng)逆流方向的可靠性計(jì)算后,將化為該分支所連上游饋線上相應(yīng)分區(qū)的一個(gè)元件,此后分區(qū)處理方法類同。依此,本文稱這兩個(gè)饋線為上下級(jí)饋線,并把與母線直接相連者稱為一級(jí)饋線、其次為二級(jí),直至N級(jí)饋線。把分區(qū)與分級(jí)概念融合,即為本文所提出的基于開關(guān)因子模型的配電網(wǎng)分級(jí)分區(qū)簡化模型。
配電網(wǎng)的分級(jí)分區(qū)簡化屬于網(wǎng)絡(luò)的物理簡化過程階段,可在配電網(wǎng)的原始物理圖層上直接進(jìn)行,簡化過程完畢,將生成新的圖層。和配電網(wǎng)的原始物理網(wǎng)絡(luò)圖相比,簡化網(wǎng)絡(luò)圖具有完全相同的連接關(guān)系,但是元件已經(jīng)不一定對(duì)應(yīng)實(shí)際物理系統(tǒng)的某個(gè)設(shè)備。
2.1 開關(guān)在配電網(wǎng)中的作用范圍
電力系統(tǒng)中包含有大量的開關(guān)裝置,這些開關(guān)裝置決定設(shè)備與電網(wǎng)的關(guān)聯(lián)性,一旦系統(tǒng)中有設(shè)備故障,即作用于網(wǎng)絡(luò)以改變其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),避免引起大范圍的停電。
配電網(wǎng)由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,一般均呈現(xiàn)輻射狀的特點(diǎn),或者是閉環(huán)設(shè)計(jì)但開環(huán)運(yùn)行,圖3所示為一個(gè)經(jīng)配電網(wǎng)分級(jí)分區(qū)簡化模型處理后的典型輻射狀饋線。配電網(wǎng)中的開關(guān)裝置由于位置的不同,作用范圍亦有明顯差異,如圖3所示。
圖3 開關(guān)及其影響范圍Fig.3 SWitch and its influence scope
2.2 可靠性評(píng)估的開關(guān)簡化模型
圖3中,設(shè)其中第i個(gè)等效分區(qū)的可靠性參數(shù)為Ii、ri、Ui,對(duì)應(yīng)的第i個(gè)開關(guān)的可靠性參數(shù)為Isi、rsi、Usi,其含義同前。進(jìn)行逆流方向的等值可靠性計(jì)算時(shí),任選一個(gè)開關(guān),如標(biāo)號(hào)為k的開關(guān)的影響范圍為Ek至En及其中的開關(guān),其逆流方向計(jì)算時(shí)的等值可靠性參數(shù)為
式中,IEk、UEk為開關(guān)k的影響范圍內(nèi)的元件對(duì)電網(wǎng)可靠性參數(shù),即故障率、年平均停電時(shí)間的影響的等效值。若k個(gè)開關(guān)均相同,且其可靠工作的概率均設(shè)為p,則有
若這些開關(guān)是由m類組成的,且對(duì)某一設(shè)備ei,其至電源點(diǎn)(母線)間有x1個(gè)p1類開關(guān),x2個(gè)p2類開關(guān),…,xm個(gè)pm類開關(guān),則該設(shè)備對(duì)等值故障率IEk和等值年平均停電時(shí)間UEk的貢獻(xiàn)值為
3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
配電網(wǎng)中有設(shè)備發(fā)生故障后,依據(jù)配電網(wǎng)的分級(jí)分區(qū)簡化模型,開關(guān)將把配電網(wǎng)分成若干部分,開關(guān)的狀態(tài)對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淦饹Q定性作用,是可靠性評(píng)估算法中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅暮诵摹?/p>
配電網(wǎng)依據(jù)分級(jí)分區(qū)簡化模型處理后,得到簡化網(wǎng)絡(luò)圖,在此基礎(chǔ)上,以分區(qū)為節(jié)點(diǎn),以開關(guān)為邊,得配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D是在網(wǎng)絡(luò)物理簡化圖的基礎(chǔ)上經(jīng)過對(duì)元件重新定義后得到的完全抽象的空間拓?fù)鋱D,也是一個(gè)新的圖層,圖中元件不再對(duì)應(yīng)任何實(shí)際電力系統(tǒng)的物理元器件,僅是一個(gè)無向節(jié)點(diǎn)加權(quán)連通圖。本文對(duì)復(fù)雜配電網(wǎng)的可靠性分析以及開關(guān)的自動(dòng)生成算法將在這一圖層上進(jìn)行。
圖4 圖2的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銯ig.4 Topography of Fig.2
3.2 編號(hào)原則
本文僅對(duì)配電網(wǎng)拓?fù)鋱D進(jìn)行分析,結(jié)合配電網(wǎng)分級(jí)分區(qū)簡化模型,對(duì)節(jié)點(diǎn)編號(hào)采用如下方法:
(1)一級(jí)饋線節(jié)點(diǎn)編號(hào):源點(diǎn)編號(hào)為0,沿拓?fù)鋱D按距離源點(diǎn)的遠(yuǎn)近依次自小到大編號(hào),記為1,2,…,i,…,n。
(2)二級(jí)饋線節(jié)點(diǎn)編號(hào):設(shè)一級(jí)饋線節(jié)點(diǎn)1~n分別帶有二級(jí)饋線,各二級(jí)饋線分別有m1,m2,…,Mi,…Mn個(gè)節(jié)點(diǎn),則依次自小到大編號(hào),記為i1,i2,…,i i,…,i Mi。若i1小于n,可取為i01,i02,…,i0i,…,i0Mi。原則是此編號(hào)務(wù)必大于n。
(3)若二級(jí)饋線上面另有三級(jí)饋線,編號(hào)方法類同2),并以此類推,直至編號(hào)完畢。
(4)依據(jù)分級(jí)分區(qū)簡化模型,分區(qū)與其上游相連邊(即開關(guān))具有一一對(duì)映關(guān)系,具有相同編號(hào),兩者僅以S、Z區(qū)分。
需要說明的是,這些節(jié)點(diǎn)編號(hào)既代表排列順序,同時(shí)也代表各節(jié)點(diǎn)(分區(qū))、邊(開關(guān))本身。
3.3 參數(shù)信息描述
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中,僅有開關(guān)(邊)與分區(qū)(節(jié)點(diǎn))兩類元件,其參數(shù)信息可描述如下。
(1)分區(qū),即拓?fù)鋱D中的空心節(jié)點(diǎn),分區(qū)名稱{節(jié)點(diǎn)編號(hào),可靠性參數(shù)}。
(2)開關(guān),即拓?fù)鋱D中的邊,開關(guān)名稱{邊編號(hào),可靠性參數(shù)}。其中,編號(hào)用于開關(guān)自動(dòng)生成算法,可靠性參數(shù)既代表該設(shè)備本身的可靠性性質(zhì),其值的異同也同時(shí)區(qū)分了設(shè)備之間的差異。如分區(qū)有變壓器、線路及兩者組合3種情況,而開關(guān)有斷路器、分段/隔離開關(guān)、熔斷器等多種類型。
3.4 開關(guān)自動(dòng)生成算法
某一分區(qū)開關(guān)序列的形成可按照節(jié)點(diǎn)編號(hào)原則自動(dòng)生成,其步驟如下:
(1)一級(jí)饋線分區(qū)的開關(guān)自動(dòng)生成:任意選擇一個(gè)分區(qū)Si,則S1-Si即為其所屬開關(guān);
(2)二級(jí)饋線分區(qū)的開關(guān)自動(dòng)生成:任意選擇一個(gè)分區(qū)Zi i(或Zi0i,視實(shí)際網(wǎng)絡(luò)而定),則S1-Si-Sii(或S1-Si-Si0i)即為其所屬開關(guān);
(3)重復(fù)步驟(1)~(2),直至完成所有分區(qū)的開關(guān)生成;
(4)對(duì)各個(gè)分區(qū)的所屬開關(guān)序列進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。
配電網(wǎng)的開關(guān)搜索完畢,將得到每一個(gè)分區(qū)至電源點(diǎn)所經(jīng)過的開關(guān),同時(shí)也將得到這些開關(guān)的類型及其可靠性參數(shù)。依據(jù)面向開關(guān)的可靠性評(píng)估模型,進(jìn)行逆流方向與順流方向兩個(gè)過程的可靠性計(jì)算,即可得到各負(fù)荷點(diǎn)的可靠性參數(shù),并進(jìn)而進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)計(jì)算。
4.1 逆流計(jì)算過程
可靠性的逆流計(jì)算過程指從各負(fù)荷點(diǎn)出發(fā),按照面向開關(guān)的可靠性評(píng)估模型,利用開關(guān)自動(dòng)生成算法得到各分區(qū)的相關(guān)開關(guān)屬性列表,用這些開關(guān)對(duì)各分區(qū)的可靠性參數(shù)進(jìn)行修正,并逐一疊加,得到一級(jí)饋線首端即電源點(diǎn)處的可靠性參數(shù),開關(guān)對(duì)各分區(qū)可靠性參數(shù)的修正計(jì)算公式同式(5)~式(7),疊加計(jì)算公式為
式中:IFT、rFT以及UFT為饋線首端FT(first terminal)的故障率、平均修復(fù)時(shí)間及年平均停電時(shí)間;以及為分區(qū)i對(duì)等值故障率、等值平均修復(fù)時(shí)間以及等值年平均停電時(shí)間的貢獻(xiàn)值。
4.2 順流計(jì)算過程
可靠性的順流計(jì)算過程指在逆流計(jì)算過程的基礎(chǔ)上,從一級(jí)饋線首端開始,逐一計(jì)算各等效點(diǎn)的可靠性參數(shù),這些等效點(diǎn)可能是分區(qū),也可能是二級(jí)饋線的首端,若是后者,繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算,直至求得所有分區(qū)的可靠性參數(shù),即可得到各負(fù)荷點(diǎn)的可靠性參數(shù)。其計(jì)算公式為
式中,ILPk、rLPk以及ULPk為負(fù)荷點(diǎn)k的故障率、平均修復(fù)時(shí)間以及年平均停電時(shí)間。
4.3 可靠性評(píng)估的計(jì)算框圖
面向開關(guān)的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估算法的計(jì)算框圖如圖5所示。
圖5 可靠性評(píng)估計(jì)算框圖Fig.5 FloWchartof reliability evaluation
圖6 復(fù)雜配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)Fig.6 Configuration of a comp lex distribution system
5.1 算例及其原始數(shù)據(jù)
本文采用經(jīng)修改的Roy Billinton可靠性測試系統(tǒng)母線6[25-26]的饋線4作為算例,復(fù)雜配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。包含30段線路、23個(gè)負(fù)荷點(diǎn)、23個(gè)熔斷器、23個(gè)配電變壓器、18個(gè)隔離開關(guān)、4個(gè)斷路器。各原始數(shù)據(jù)見文獻(xiàn)[25-26]。其中隔離開關(guān)、分段開關(guān)操作時(shí)間為0.4 h,聯(lián)絡(luò)開關(guān)倒閘操作時(shí)間為1 h。
5.2 計(jì)算結(jié)果
在圖6中,饋線4為一級(jí)饋線,饋線5~7為二級(jí)饋線,其中一級(jí)饋線4上位于饋線6、7間處設(shè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)與其它饋線相連,設(shè)聯(lián)絡(luò)線故障率為0。分以下幾種情況進(jìn)行可靠性的分析計(jì)算:
(1)不設(shè)隔離開關(guān),不設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān);
(2)設(shè)隔離開關(guān),且開關(guān)可靠動(dòng)作的概率按式(1)計(jì)算,不設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān);
(3)設(shè)隔離開關(guān),且開關(guān)可靠動(dòng)作的概率按式(1)計(jì)算,設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān);
表1至表3列出了部分負(fù)荷點(diǎn)的可靠性參數(shù),表4列出了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。從中可以看出:
(1)由于配電網(wǎng)中隔離開關(guān)對(duì)可靠性參數(shù)的修正作用,情況2的計(jì)算結(jié)果較之情況1有了很大改善;
(2)情況3增加了備用電源,大大加強(qiáng)了電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性,雖然故障率無法進(jìn)一步改善,但是停電時(shí)間有了較大改善;
(3)計(jì)算結(jié)果顯示了開關(guān)及備用電源在提高配電網(wǎng)可靠性方面效果顯著。
表1 部分負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)(計(jì)算情況1)Tab.1 Reliability indicesof selected load points(case 1)
表2 部分負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)(計(jì)算情況2)Tab.2 Reliability indicesof selected load points(case2)
表3 部分負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)(計(jì)算情況3)Tab.3 Reliability indicesof selected load points(case3)
表4 系統(tǒng)可靠性指標(biāo)Tab.4 Reliability indicesof system
本文以開關(guān)為配電網(wǎng)可靠性評(píng)估核心,分析了開關(guān)在順流方向與逆流方向的可靠性計(jì)算中的不同作用,建立了開關(guān)的因子模型,并以此模型為基礎(chǔ),通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推理,建立了配電網(wǎng)的分級(jí)分區(qū)簡化模型,然后在該簡化網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊凸?jié)點(diǎn)編號(hào),形成開關(guān)自動(dòng)生成算法,從而形成一種面向開關(guān)的復(fù)雜配電網(wǎng)的可靠性評(píng)估模型及算法,在可靠性計(jì)算過程中充分考慮了開關(guān)故障以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)的影響。通過計(jì)算結(jié)果對(duì)比可知,開關(guān)及備用電源對(duì)配電網(wǎng)可靠性有著重要影響,能較大幅度提升配電網(wǎng)可靠性。
[1]Billinton R,Allan R.Reliability Evaluation of Power Systems[M].NeWYork:PlenuMPress,1996.
[2]張鵬,郭永基(Zhang Peng,Guo Yongji).基于故障模式影響分析法的大規(guī)模配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估(Large scale distribution systeMreliability evaluation based on failure mode and effectanalysis)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版(JournalofTsinghua University Science and Technology),2002,42(3):353-357.
[3]別朝紅,王秀麗,王錫凡(Bie Zhaohong,Wang Xiuli,Wang Xifan).復(fù)雜配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估(Reliability evaluation of complicated distribution systems)[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)(Journalof Xi′an Jiaotong University),2000,34(8):9-13.
[4]戴雯霞,吳捷(DaiWenxia,Wu Jie).基于最小路的配電網(wǎng)可靠性快速評(píng)估法(Fast evaluation for distribution network reliability based onminimal path)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment),2002,22(7):29-31.
[5]Xie Kaigui,Zhou Jiaqi,Billinton R.Reliability evaluation algorithMfor complexmediuMvoltage electrical distribution networksbased on the shortestpath[J].IEEProceedings-Generation,Transmission and Distribution,2003,150(6):686-690.
[6]楊文宇,余健明,同向前(YangWenyu,Yu Jianming,Tong Xiangqian).基于最小割集的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估算法(Reliability assessmentalgorithMofpower distribution systeMbased onminimal cutsets)[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)(Journal of Xi'an University of Technology),2001,17(4):387-391.
[7]Billinton R,Wang Peng,Zhang Wei.Reliability assessmentofan electric powersysteMusinga reliability network equivalent approach[C]//IEEEWESCANEX Communications,Powerandcomputing,Winnipeg,Canada:1997.
[8]Billinton R,Wang P.Deregulated power systeMplanning using a reliability network equivalent technique[J].IEE Proceedings-Generation,Transmission and Distribution,1999,146(1):25-30.
[9]Wang Peng,Billinton R,Goel L.Unreliability costassessmentof an electric power systeMusing reliability network equivalentapproaches[J].IEEE Trans on Power Systems,2002,17(3):549-556.
[10]Billinton R,Wang P.Reliability-network-equivalent approach to distribution-system-reliability evaluation[J].IEE Proceedings-Generation,Transmission and Distribution,1998,145(2):149-153.
[11]沈亞東,侯牧武(Shen Yadong,Hou Muwu).應(yīng)用單向等值法評(píng)估配電網(wǎng)可靠性(A unidirectional equivalent method to evaluate reliability of distribution network)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power SysteMTechnology),2004,28(7):68-72.
[12]萬國成,任震,田翔(Wan Guocheng,Ren Zhen,Tian Xiang).配電網(wǎng)可靠性評(píng)估的網(wǎng)絡(luò)等值法模型研究(Study onmodelof reliability network equivalentof distribution systeMreliability evaluation)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedingsof the CSEE),2003,23(5):48-52.
[13]劉健,程紅麗,畢鵬翔(Liu Jian,Cheng Hongli,BiPengxiang).配電網(wǎng)的簡化模型(A simplifiedmodel for distribution system)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedingsof the CSEE),2001,21(12):77-82.
[14]易新,陸于平(YiXin,Lu Yuping).分布式發(fā)電條件下的配電網(wǎng)孤島劃分算法(Islanding algorithMof distribution networks with distributed generators)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power SysteMTechnology),2006,30(7):50-54.
[15]謝瑩華,王成山(Xie Yinghua,Wang Chengshan).基于饋線分區(qū)的中壓配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估(Reliability evaluation of mediuMvoltage distribution systeMbased on feeder partitionmethod)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedingsof the CSEE),2004,24(5):35-39.
[16]劉柏私,謝開貴,馬春雷,等(Liu Bosi,Xie Kaigui,Ma Chunlei,etal).復(fù)雜中壓配電網(wǎng)的可靠性評(píng)估分塊算法(Section algorithMof reliability evaluation for complex mediuMvoltage electrical distribution networks)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedingsof the CSEE),2005,25(4):40-45.
[17]束洪春,劉宗兵,胡澤江(Shu Hongchun,Liu Zongbing,Hu Zejiang).基于復(fù)雜輻射狀配電系統(tǒng)簡約模型的可靠性評(píng)估算法(Reliability evaluation algorithMbased on reduced model of complex radial distribution system)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power SysteMTechnology),2006,30(19):66-70.
[18]衛(wèi)志農(nóng),周封偉,肖川凌,等(Wei Zhinong,Zhou Fengwei,Xiao Chuanling,etal).基于簡化網(wǎng)絡(luò)模型的復(fù)雜中壓配電網(wǎng)分析可靠性評(píng)估算法(A neWalgorithMof reliability evaluation for complex mediuMvoltage distribution networksbased on simplified networkmodel)[J].電網(wǎng)技術(shù)(PowerSysteMTechnology),2006,30(15):72-80.
[19]祁彥鵬,張焰,余建平,等(Qi Yanpeng,Zhang Yan,Yu Jianping,etal).配電系統(tǒng)可靠性分析的最小割集-網(wǎng)絡(luò)等值法(Application ofminimum-cutsetand network-equivalentmethod in distribution systeMreliability analysis)[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)(Proceedings of the CSU-EPSA),2011,23(2):98-104.
[20]彭鵠,謝開貴,邵黎,等(Peng Hu,Xie Kaigui,Shao Li,et al).基于開關(guān)影響范圍的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性順流評(píng)估算法(Down-streaMalgorithMof reliability evaluation for complex electrical distribution networks based on the effectsofswitches)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power SysteMTechnology),2007,31(9):13-16.
[21]謝開貴,王小波(Xie Kaigui,Wang Xiaobo).計(jì)及開關(guān)故障的復(fù)雜配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估(Reliability evaluation of complex distribution systeMtaking switch faults into account)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power SysteMTechnology),2008,32(19):16-21.
[22]謝開貴,易武,夏天(Xie Kaigui,YiWu,Xia Tian).面向開關(guān)的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估算法(Switch-oriented reliability evaluation algorithMfor electrical distribution networks)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化(Automation of Electric Power Systems),2007,31(16):40-44.
[23]陸志峰,周家啟(Lu Zhifeng,Zhou Jiaqi).計(jì)及開關(guān)和母線故障的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估(Reliability evaluation of distribution systeMconsidering faults occurred in switches and buses)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power SysteMTechnology),2002,26(4):26-29.
[24]許丹,唐?。╔u Dan,TangWei).基于電源通路的中壓配電網(wǎng)可靠性評(píng)估(Reliability evaluation ofMV distribution network based on poweraccesspath)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedingsof theCSEE),2009,29(S):44-49.
[25]Allan RN,Billinton R,Sjarief I,etal.A reliability testsysteMfor educational purposes-basic distribution systeMdata and results[J].IEEE Trans on Power Systems,1991,6(2):813-820.
[26]Billinton R,Jonnavithula S.A test systeMfor teaching overall power reliability assessment[J].IEEE Trans on Power Systems,1996,11(4):1670-1676.
SWitch Oriented SiMplified Modelof Reliability Evaluation of Complex Distribution System
WANGFeng1,2,QIYanpeng3,F(xiàn)U Zhengcai1
(1.Key Laboratory ofControlof Power Transmission and Conversion,Ministry of Education,DepartmentofElectric Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai200030,China;2.South Power Supply Company ofStateGrid ShanghaiMunicipul Electric PowerCompany,Shanghai200233,China;3.Economic Research Institute of State Grid Tianjin Electric PowerCompany,Tianjin 300171,China)
A switch oriented simplified model is discussed to simplify the calculation and reduce the amount of elementsanalyzed in the reliability evaluation of complex distribution system.Initially,a switch factormodel is constructed on the basis of its inherentcharacteristic and influence scope in reliability evaluation process,conceptions of ranking and zoning are defined and the switch oriented simplifiedmodelof complex reliability evaluation ofdistribution systeMis setup further.Then a switch oriented simplified topography ofdistribution systeMis built,and a novelnumbering principle and a switch auto-generating algorithMare raised,and the algorithMof switch oriented simplified model of reliability evaluation ofcomplex distribution systeMiscompleted finally.The resultsof the RBTSbus6 via thismodel verify the validity.
distribution system;switch factormodel;ranking and zoning;switch oriented;reliability evaluation
TM711
A
1003-8930(2015)02-0057-07
王楓(1983—),女,博士,工程師,從事電力系統(tǒng)可靠性、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)、高電壓設(shè)備試驗(yàn)與測試技術(shù)等方面的研究。Email:wangfeng0818@163.com
2012-11-13;
2013-06-03
祁彥鵬(1982—),男,碩士,工程師,從事電力系統(tǒng)規(guī)劃及可靠性、安全分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)等方面的
研究。Email:qiyanpeng112233@163.com傅正財(cái)(1965—),男,博士,教授,博導(dǎo),從事高電壓試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)設(shè)備開發(fā)、電力系統(tǒng)電磁環(huán)境與電能質(zhì)量、電力系統(tǒng)過電壓與防雷保護(hù)等方面的研究。Email:zcfu@sjtu.edu.cn