徐 悅，李 博，孫建軍，丁 凱，李 偉

（1.武漢大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院,湖北省武漢市430072；2.國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院,湖北省武漢市430077）

0 引言

現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展為自動(dòng)化、集成化和精密化的加工模式,相比于傳統(tǒng)負(fù)荷,自動(dòng)化生產(chǎn)線上精密控制元件、可編程控制器、程控繼電器、變頻器等敏感設(shè)備,對(duì)電壓暫降的耐受度較低,容易造成過(guò)程中斷［1］,持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)的電壓暫降都會(huì)導(dǎo)致敏感設(shè)備宕機(jī)。據(jù)報(bào)道,在影響芯片制造良率的電能質(zhì)量問(wèn)題中,電壓暫降占比為90%以上,單次電壓暫降事件便會(huì)帶來(lái)數(shù)萬(wàn)美元的損失。短路故障、雷擊、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、變壓器及電容器組的投切等均會(huì)引起電壓暫降現(xiàn)象［2-3］。電壓暫降造成的影響是系統(tǒng)性問(wèn)題,與配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是否合理、運(yùn)行管理是否科學(xué)、設(shè)備選型是否恰當(dāng)?shù)让芮邢嚓P(guān)。因此,綜合考慮用戶受電壓暫降的影響程度和經(jīng)濟(jì)投入,評(píng)估配電網(wǎng)持續(xù)供電能力,進(jìn)而選擇有效、經(jīng)濟(jì)的治理方案,有著重要的理論和實(shí)踐意義。

國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）將電壓暫降定義為下降到額定值的10%至90%,其典型持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)周期至1 min［4］,而可靠性評(píng)估時(shí)計(jì)入的停電時(shí)間一般在5 min以上［5］,評(píng)估指標(biāo)主要考慮系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)和停電頻次,無(wú)法計(jì)入電壓暫降事件。為了更全面地評(píng)估系統(tǒng)在擾動(dòng)中的狀態(tài),有學(xué)者提出計(jì)入電壓暫降影響的可靠性評(píng)估改進(jìn)算法［6-10］,這些算法中電壓暫降特征量的生成方式和指標(biāo)計(jì)入方法各異,但修正后的指標(biāo)差異較小,作為運(yùn)行調(diào)控或治理方案評(píng)價(jià)不夠直觀。

電力系統(tǒng)在韌性方面的研究多側(cè)重于自然災(zāi)害中系統(tǒng)的支撐力和恢復(fù)能力,一般首先對(duì)災(zāi)害影響進(jìn)行建模,其次選取不同指標(biāo)對(duì)配電網(wǎng)的受災(zāi)影響及恢復(fù)速率進(jìn)行評(píng)價(jià)［11-14］,評(píng)價(jià)考慮因素各有側(cè)重,或在恢復(fù)手段中納入配電網(wǎng)重構(gòu)方法［15］,或加入分布式電源出力的影響［16］。文獻(xiàn)［17］總結(jié)了目前電力系統(tǒng)中韌性的研究情況與評(píng)估提升方法,指出在配電網(wǎng)中應(yīng)將關(guān)鍵負(fù)荷耐受能力作為韌性的研究方向,并未提出明確的評(píng)估方法。評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建方面,現(xiàn)有的配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)方法一般采用層次分析法對(duì)多重指標(biāo)進(jìn)行分類分層［18-19］或使用熵權(quán)法對(duì)最終指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算［20］,對(duì)于運(yùn)行韌性的指標(biāo)體系構(gòu)建有一定的參考意義。

針對(duì)以上問(wèn)題,本文從敏感負(fù)荷耐受力的角度定義了配電網(wǎng)運(yùn)行韌性,通過(guò)建立運(yùn)行韌性評(píng)價(jià)體系為電壓暫降治理評(píng)估提供量化參考,并以含不同敏感負(fù)荷的IEEE 33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為對(duì)象進(jìn)行了應(yīng)用,驗(yàn)證了在不同治理?xiàng)l件下所提評(píng)估方法的可行性和有效性。

1 配電網(wǎng)運(yùn)行韌性

1.1 配電網(wǎng)運(yùn)行韌性定義

韌性衡量了系統(tǒng)在不同程度擾動(dòng)或故障下,是否可以改變自身狀態(tài)以減少故障過(guò)程系統(tǒng)損失,并在故障結(jié)束后盡快恢復(fù)到原有正常狀態(tài)的能力［21-23］。韌性電網(wǎng)具有抵御各種程度的沖擊,保障電網(wǎng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的能力［24-25］。配電網(wǎng)運(yùn)行韌性主要衡量配電網(wǎng)在運(yùn)行中受到擾動(dòng)時(shí)保障敏感負(fù)荷持續(xù)供電的能力,側(cè)重于發(fā)生頻率高、程度小的擾動(dòng)（雷擊、外力破壞、大負(fù)荷啟動(dòng)等）作用下的電壓暫降事件,并將負(fù)荷中對(duì)于電壓暫降耐受力較差的敏感負(fù)荷及其造成的損失作為主要衡量因素。

如圖1所示,可以將運(yùn)行韌性視為配電網(wǎng)韌性框架下的一類特定屬性,現(xiàn)有的韌性研究一般特指恢復(fù)韌性,描述受到無(wú)法抵御的災(zāi)難沖擊后電網(wǎng)對(duì)關(guān)鍵負(fù)荷的支撐和恢復(fù)能力,而運(yùn)行韌性是指一般擾動(dòng)前后系統(tǒng)的支撐力。運(yùn)行韌性評(píng)價(jià)也可以看成韌性范疇下以敏感負(fù)荷耐受力為約束的一種可靠性評(píng)價(jià)。

圖1 配電網(wǎng)韌性分類Fig.1 Classification of distribution network resilience

1.2 恢復(fù)韌性、運(yùn)行韌性與可靠性概念對(duì)比

配電網(wǎng)中可靠性并不能代替韌性,一個(gè)可靠性很高的配電網(wǎng),其韌性并不一定很高［24］。例如可靠性很高的系統(tǒng)可能自動(dòng)化程度很高,但極端災(zāi)害中系統(tǒng)無(wú)法完成調(diào)度和控制,此時(shí)恢復(fù)韌性偏低。同樣的,恢復(fù)韌性無(wú)法代替運(yùn)行韌性,提高運(yùn)行韌性需要提高系統(tǒng)在頻繁擾動(dòng)中保障敏感負(fù)荷持續(xù)供電的能力。這需要系統(tǒng)具有合理的運(yùn)行管理手段降低電壓暫降發(fā)生頻次,且具有有效的技術(shù)手段使得敏感負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行,減少其經(jīng)濟(jì)損失。

表1從內(nèi)涵、關(guān)注時(shí)間尺度、特征指標(biāo)及故障特點(diǎn)4個(gè)方面進(jìn)行了概念比較。3種概念描述的內(nèi)涵有顯著的不同,可靠性描述的是系統(tǒng)長(zhǎng)期無(wú)故障運(yùn)行的能力,一般以年為觀測(cè)尺度,計(jì)入一年中的停電頻率或設(shè)備在一年內(nèi)的停運(yùn)次數(shù)、運(yùn)行壽命等；恢復(fù)韌性描述的是系統(tǒng)在極端情況下的恢復(fù)能力,以災(zāi)害的持續(xù)時(shí)間為準(zhǔn),例如颶風(fēng)、洪水等影響,通常在1至幾十個(gè)小時(shí)之內(nèi)；運(yùn)行韌性則著重描述系統(tǒng)的持續(xù)供電能力,關(guān)注的時(shí)間尺度是毫秒級(jí)。

表1 可靠性、恢復(fù)韌性、運(yùn)行韌性概念對(duì)比Table 1 C oncept comparison of reliability,restoration resilience and operation resilience

2 配電網(wǎng)運(yùn)行韌性的評(píng)估方法

2.1 運(yùn)行韌性評(píng)估指標(biāo)選取原則

現(xiàn)有配電網(wǎng)韌性評(píng)價(jià)中,作為規(guī)劃方案與調(diào)度策略的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其評(píng)價(jià)指標(biāo)多數(shù)集中在用戶側(cè)的特征描述,如負(fù)荷需求、負(fù)荷供電率、設(shè)備停運(yùn)率等。

類比韌性評(píng)估指標(biāo)通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表征故障或沖擊影響的選取宗旨,本文運(yùn)用魚(yú)骨圖分析法列舉運(yùn)行韌性的影響因素,進(jìn)而選取適合運(yùn)行韌性的評(píng)價(jià)指標(biāo),如圖2所示。

圖2 配電網(wǎng)運(yùn)行韌性影響因素Fig.2 Influence factors of operation resilience in distribution network

1）在運(yùn)行管理方面,對(duì)運(yùn)行韌性的影響主要體現(xiàn)在故障預(yù)防、線路巡檢等降低電壓暫降發(fā)生頻次的管理手段。

2）在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面,影響體現(xiàn)在2個(gè)方面:①是否通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、負(fù)荷轉(zhuǎn)供等調(diào)控手段均衡電壓水平,降低電壓暫降特征值；②合理規(guī)劃敏感負(fù)荷的接入位置,減少受電壓暫降影響的風(fēng)險(xiǎn)。

3）在負(fù)荷水平方面,線路負(fù)載率是配電網(wǎng)的一種基本屬性,負(fù)載率不同時(shí)系統(tǒng)承受沖擊的支撐能力不同,造成的敏感負(fù)荷停運(yùn)概率不同。

4）在運(yùn)行調(diào)控方面,治理手段、綜合自動(dòng)化等故障限制措施覆蓋率越高的配電網(wǎng)對(duì)敏感負(fù)荷的支撐能力更強(qiáng)。

通過(guò)圖2中的因素分析可知,影響配電網(wǎng)運(yùn)行韌性水平的因素可分為2個(gè)方面:一方面反映系統(tǒng)側(cè)影響,選擇敏感負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的特征指標(biāo),計(jì)入電壓暫降的事件影響,且考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水平及裝備技術(shù)水平,因此納入負(fù)載水平、電壓暫降影響指標(biāo)；另一方面反映用戶側(cè)影響,計(jì)入運(yùn)行成本、治理成本投入、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)損失等因素,將其納入經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

2.2 運(yùn)行韌性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

在確定指標(biāo)選取原則后,本文類比彈性系數(shù)定義提出運(yùn)行韌性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。在量化彈簧的彈性強(qiáng)弱時(shí)物理學(xué)提出了彈性系數(shù)的概念,描述單位形變量時(shí)所產(chǎn)生彈力的大小,彈性系數(shù)k值越大,說(shuō)明單位長(zhǎng)度形變需要的力越大,彈簧的韌性越強(qiáng)。

彈性系數(shù)的計(jì)算公式為:

式中:G為線材的剛性模數(shù)；d為彈簧線徑；Dm為彈簧中徑；Nc為有效圈數(shù)；k為彈性系數(shù),反映了彈簧的固有屬性,即反映了彈簧的韌性。

本文定義運(yùn)行韌性系數(shù)Rop描述配電網(wǎng)在故障擾動(dòng)下對(duì)各類負(fù)荷的支撐力。根據(jù)2.1節(jié)中選取的評(píng)價(jià)指標(biāo),將與運(yùn)行韌性正相關(guān)的指標(biāo)置于分子,負(fù)相關(guān)的指標(biāo)置于分母,得到運(yùn)行韌性系數(shù)為:

式中:μcost為系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),類比彈性系數(shù)中線徑與中徑比例部分,定義為經(jīng)濟(jì)損失與投入成本的比；λ為網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷水平指標(biāo),類比彈性系數(shù)中的剛性模數(shù)的倒數(shù),衡量配電網(wǎng)的負(fù)荷水平,反映配電網(wǎng)的基本屬性；Asag為電壓暫降影響指標(biāo),類比彈性系數(shù)中的有效圈數(shù)Nc,反映電壓暫降的影響情況。

電壓暫降影響指標(biāo)Asag越大,Rop值越小,表明該網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行韌性越差；網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷水平特征值λ越高,配電網(wǎng)對(duì)于敏感符合的支撐能力越差,運(yùn)行韌性越低；當(dāng)治理前后系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)損失之差大于治理投入成本時(shí)則表明系統(tǒng)運(yùn)行更具經(jīng)濟(jì)性,Rop值越大,配電網(wǎng)運(yùn)行韌性越高。3個(gè)子指標(biāo)的變化趨勢(shì)均可以對(duì)應(yīng)在運(yùn)行韌性綜合評(píng)價(jià)系數(shù)的數(shù)值變化中。

2.2.1 電壓暫降影響指標(biāo)Asag

系統(tǒng)側(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、裝備技術(shù)水平、擾動(dòng)類型、運(yùn)行管理的效果均反映在電壓暫降特征量的變化中。因此,電壓暫降特征量的分析計(jì)算是配電網(wǎng)運(yùn)行韌性評(píng)估的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)使用的蒙特卡洛法仿真抽樣生成電壓暫降數(shù)據(jù)庫(kù)的方式計(jì)算量大、計(jì)算速度慢,本文在評(píng)估過(guò)程中采用場(chǎng)景法對(duì)敏感用戶及系統(tǒng)造成的影響提供電壓暫降特征數(shù)據(jù)。首先利用Wasserstein概率距離指標(biāo),將日負(fù)荷情況轉(zhuǎn)換為概率分布曲線,并將電路阻抗轉(zhuǎn)化為含概率信息的最優(yōu)分位點(diǎn),隨段內(nèi)采用基于改進(jìn)的K-medoids并行聚類算法［26］進(jìn)行消減,段間進(jìn)行場(chǎng)景融合,通過(guò)迭代消減、融合運(yùn)算,形成覆蓋不同故障類型的典型場(chǎng)景集,得到的場(chǎng)景集特征如表2所示。

表2 電壓暫降典型場(chǎng)景集特征Table 2 C haracteristics of typical scenario sets for voltage sag

場(chǎng)景集特征表包括電壓暫降時(shí)間序號(hào)i（n為暫降特征量編號(hào)數(shù)）,如暫降持續(xù)時(shí)間為0～100 ms的行編號(hào)為1,暫降持續(xù)時(shí)間為100～200 ms的行編號(hào)為2；同時(shí)包括電壓暫降深度序號(hào)j,如暫降深度為0.1～0.2（標(biāo)幺值）的列編號(hào)為1,暫降深度為0.2～0.3的列編號(hào)為2。對(duì)應(yīng)單元格的電壓暫降即為（i,j）型場(chǎng)景,該特征下場(chǎng)景發(fā)生概率為E（i,j）。

此時(shí),對(duì)于單個(gè)節(jié)點(diǎn)使用平均系統(tǒng)電壓暫降時(shí)間指標(biāo)（ASIDI）計(jì)算電壓暫降事件對(duì)于敏感負(fù)荷的影響,即

此時(shí)由單個(gè)節(jié)點(diǎn)的ASIDI結(jié)果定義計(jì)算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電壓暫降影響指標(biāo)Asag,即

式中:nd為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)；Sb為節(jié)點(diǎn)b上的連接容量。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷水平指標(biāo)λ

網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷水平指標(biāo)λ定義為:

式中:ll,avg為網(wǎng)絡(luò)中線路l的平均負(fù)載；li,max為線路l的最大負(fù)載；nl為網(wǎng)絡(luò)線路數(shù)。

2.2.3 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)μcost系統(tǒng)電壓暫降經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)μcost可表示為:

式中:ΔCloss為進(jìn)行電壓暫降治理前后電壓暫降經(jīng)濟(jì)損失的差；Ccost為系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)成本投入,包含系統(tǒng)運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)成本及電壓暫降治理的經(jīng)濟(jì)投入等,如果系統(tǒng)未進(jìn)行電壓暫降治理則經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)視為1。

在計(jì)算負(fù)荷損失Closs時(shí),首先要判斷敏感負(fù)荷在每種電壓暫降場(chǎng)景下的停運(yùn)情況,需要確定設(shè)備的失效概率及網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)荷敏感區(qū)域。失效概率計(jì)算方法見(jiàn)附錄A。將（i,j）型場(chǎng)景的特征量對(duì)應(yīng)至累積分布模型即可確定（i,j）型場(chǎng)景下該負(fù)荷的失效概率P（i,j）。此時(shí)對(duì)于負(fù)荷經(jīng)濟(jì)損失,計(jì)算方法如下。

式中:Pbk（i,j）為節(jié)點(diǎn)b上k類型敏感設(shè)備的停運(yùn)概率,由所有典型場(chǎng)景的累加得到；m為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；Ck,loss為k類型設(shè)備停運(yùn)后造成的經(jīng)濟(jì)損失,估算方式如式（9）所示。

式中:Cl為單位停電直接經(jīng)濟(jì)損失；Cin為間接經(jīng)濟(jì)損失,計(jì)算方式見(jiàn)附錄B,則有

式中:Ck,loss1為治理前系統(tǒng)電壓暫降經(jīng)濟(jì)損失；Ck,loss2為治理后系統(tǒng)電壓暫降經(jīng)濟(jì)損失。

系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)投入成本主要包括運(yùn)行成本Cop、重啟動(dòng)成本Cre、治理設(shè)備投入成本Cim,計(jì)算方式見(jiàn)附錄B。

2.3 運(yùn)行韌性的評(píng)價(jià)流程

在確定運(yùn)行韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)及電壓暫降特征量生成方法后,本文采用的運(yùn)行韌性系數(shù)的評(píng)估方法流程如圖3所示。

方法首先確認(rèn)用戶側(cè)接入的敏感設(shè)備類型及設(shè)備數(shù)量,并明確和統(tǒng)計(jì)該用戶的接入位置,同時(shí)記錄該位置治理設(shè)備的接入情況。對(duì)于不同的敏感設(shè)備查閱設(shè)備出廠資料,確定其電壓耐受曲線,以便于下一步進(jìn)行設(shè)備失效判斷。

圖3 運(yùn)行韌性評(píng)估流程圖Fig.3 Flow chart of operation resilience assessment

其次,選取一種運(yùn)行方式下的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò),形成覆蓋該網(wǎng)絡(luò)的電壓暫降典型場(chǎng)景集,不同場(chǎng)景的特征量及發(fā)生概率應(yīng)用于不同設(shè)備的敏感不確定區(qū)域即可得到敏感負(fù)荷的失效率。

通過(guò)負(fù)荷失效率對(duì)不同場(chǎng)景影響進(jìn)行累加,計(jì)算得到Asag的值；同時(shí)由設(shè)備失效率可計(jì)算得到經(jīng)濟(jì)損失Closs,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的投入成本得到經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)μcost；計(jì)算網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率λ,得到此種運(yùn)行策略下的運(yùn)行韌性綜合評(píng)價(jià)系數(shù),此時(shí)更換運(yùn)行策略返回場(chǎng)景生成步驟再次進(jìn)行評(píng)價(jià),最終比較各個(gè)運(yùn)行策略,選取最優(yōu)運(yùn)行策略作為評(píng)價(jià)結(jié)果,Rop值越大則說(shuō)明該網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行韌性越強(qiáng)。

3 算例分析

本文使用的算例對(duì)象基于IEEE 33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)修改而成,如圖4所示。

圖4 由IEEE 33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)修改的算例網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Example network modified for IEEE 33-bus system

在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上在節(jié)點(diǎn)1接入包含敏感設(shè)備的負(fù)荷類型,負(fù)荷類型設(shè)置為某芯片生產(chǎn)工廠生產(chǎn)流水線,可編程邏輯控制器（PLC）接有工業(yè)流水線傳感器,PLC失效將導(dǎo)致生產(chǎn)線停運(yùn)。其中包含敏感設(shè)備類型為:5臺(tái)PLC、35臺(tái)電腦（PC）。同時(shí)為挖掘該配電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行韌性評(píng)估,本文選取了5種聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)連接方式作為5種運(yùn)行方式。方式1網(wǎng)絡(luò)中所有聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)保持?jǐn)嚅_(kāi),方式2至方式5的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)連接位置如圖4所示,表3對(duì)不同聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)記錄。其中,方式1及方式3無(wú)分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；方式2斷開(kāi)節(jié)點(diǎn)8及節(jié)點(diǎn)9分段開(kāi)關(guān)；方式4斷開(kāi)節(jié)點(diǎn)5及節(jié)點(diǎn)6分段開(kāi)關(guān)；方式5斷開(kāi)節(jié)點(diǎn)28及節(jié)點(diǎn)29分段開(kāi)關(guān)。

表3 不同運(yùn)行方式下聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)分合狀態(tài)Table 3 S witch state of interconnection switches in different operation modes

在網(wǎng)絡(luò)中模擬短路故障后生成各類電壓暫降場(chǎng)景集,進(jìn)行場(chǎng)景聚類及消減后可以得到每種運(yùn)行策略下的典型場(chǎng)景集及各場(chǎng)景的發(fā)生概率。采用得到的電壓暫降特征量（見(jiàn)附錄C表C1）,將各場(chǎng)景進(jìn)行綜合得到2種敏感設(shè)備在不同運(yùn)行方式下的失效率,如表4所示。

表4 不同設(shè)備的停運(yùn)概率Table 4 O utage probability of different equipment

此時(shí)計(jì)算電壓暫降影響系數(shù),對(duì)于不同設(shè)備恢復(fù)時(shí)間選取PC的恢復(fù)時(shí)間為T(mén)1,PLC的恢復(fù)時(shí)間為T(mén)2,最終得到不同運(yùn)行策略下系統(tǒng)電壓暫降影響系數(shù)見(jiàn)附錄C表C2。

對(duì)于經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),治理方式選取2種,治理方式1選擇提高電網(wǎng)管理水平進(jìn)行治理,主要措施為定期巡檢、設(shè)置防雷接地措施、優(yōu)化重合閘判據(jù)提高復(fù)電效率等,治理方式的結(jié)果體現(xiàn)在指標(biāo)中為電壓暫降時(shí)間發(fā)生概率變小、設(shè)備恢復(fù)時(shí)間降低等。治理方式2為接裝動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器（DVR）對(duì)節(jié)點(diǎn)1電壓暫降治理:本文假定DVR可以補(bǔ)償文中各場(chǎng)景下的電壓暫降事件,對(duì)于DVR治理設(shè)備查詢得到某型號(hào)DVR造價(jià)成本為8萬(wàn)元/臺(tái),考慮人工安裝成本估算節(jié)點(diǎn)1治理成本C1k為8.4萬(wàn)元,不同治理方式下的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)見(jiàn)附錄C表C3。

同樣地,通過(guò)設(shè)備失效率可對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷損失進(jìn)行計(jì)算,得到各運(yùn)行方式下經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)μcost,同時(shí)計(jì)算IEEE 33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)各線路負(fù)載率,最終得到負(fù)載率λ為6.12%。

根據(jù)得到的運(yùn)行韌性系數(shù)得到該網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行韌性評(píng)估結(jié)果,繪制柱狀圖如圖5所示。由圖5可以看到,不同運(yùn)行方式下的運(yùn)行韌性指標(biāo)差別并不大,但其中運(yùn)行方式3下配電網(wǎng)電壓水平較好,因此其運(yùn)行韌性較好。對(duì)比不同的治理方式可以看到,2種治理方式都可以提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行韌性值,且在敏感負(fù)荷點(diǎn)加裝DVR可以顯著提高該網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行韌性,可見(jiàn),通過(guò)采取合理的治理手段降低敏感負(fù)荷的停運(yùn)損失雖然會(huì)增加成本投入,但總體經(jīng)濟(jì)性好。

圖5 運(yùn)行韌性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5 Evaluation results of operation resilience

同樣的,將相同的電壓暫降特征值引入至該目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)年內(nèi)可靠性評(píng)價(jià),得到該網(wǎng)絡(luò)的可靠性指標(biāo)在不同的治理方式下得到的平均供電可用度指標(biāo)（ASAI）如圖6所示。

圖6 可靠性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.6 Evaluation results of reliability

從評(píng)估結(jié)果可以看出,不同運(yùn)行方式及不同治理方式的因素對(duì)于ASAI的影響非常小,甚至一些評(píng)價(jià)指標(biāo)幾乎一樣。同時(shí)可以看出,電壓暫降治理仍可以小幅提高系統(tǒng)可靠性指標(biāo),說(shuō)明系統(tǒng)可靠性與運(yùn)行韌性并非不相關(guān),提升運(yùn)行韌性會(huì)對(duì)系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生有利影響。

4 結(jié)語(yǔ)

1）本文考慮對(duì)敏感負(fù)荷持續(xù)供電能力提出配電網(wǎng)運(yùn)行韌性的概念,將其與相似概念進(jìn)行類比并進(jìn)行闡述,對(duì)運(yùn)行韌性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)估方法提出了構(gòu)想,評(píng)估指標(biāo)可以綜合反映電壓暫降影響程度、經(jīng)濟(jì)性、負(fù)荷水平及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行韌性的影響,可以更清晰地反映不同治理措施的改善水平。

2）結(jié)合評(píng)估結(jié)果分析,提升配電網(wǎng)運(yùn)行韌性的方法和手段應(yīng)從網(wǎng)架規(guī)劃、運(yùn)行調(diào)控技術(shù)和設(shè)備提升等方面綜合考慮,同時(shí)使用不同指標(biāo)可以為不同類型負(fù)荷治理的經(jīng)濟(jì)收益進(jìn)行參考。

3）本文提供的運(yùn)行韌性評(píng)估方法尚未將分布式能源接入、系統(tǒng)自動(dòng)化水平等因素納入評(píng)估體系,應(yīng)在之后的工作中進(jìn)行完善。