现代配电系统可靠性评估方法与应用

现代配电系统可靠性评估方法与应用

摘要随着时间的推移，人们对电力资源及电能的依赖性越来越大，如果电力供应出现问题将会对居民的生活造成极大的困扰。由于配电系统的可靠性会对整个电网系统的运行产生重要影响，因此应当采用科学的方法对配电系统稳定性进行评估。本文先对配电系统可靠性分析思路进行简析，接着阐述了配电系统可靠性评估方法，最后探究了配电系统可靠性综合评估的应用。

关键词配电系统；可靠性；评估方法；应用

1 导言

由于配电系统处于电力系统的末端，是电力系统中直接针对用户的环节，它向用户提供电能并分配电能，直接影响着用户的供电质量和供电可靠性。对配电系统可靠性进行评估是我国电力行业建设中非常重要的一个环节，是保证电力系统运行安全的重要保证，对我国电力事业的发展具有十分重要的意义。文章就配电系统可靠性评估方法与应用展开了论述。

2 配电系统可靠性分析思路

配电系统可靠性分析的主要目标就是可以准确评价出系统运行时的可靠性，并将评估结果作为依据，对设计中存在的问题进行修正。具体评估思路如下：首先，对系统数据进行分析，评估历史的可靠性，就是根据历史数据判断系统运行能力。一般都是由系统运行部门负责这项工作，分析系统没有大大预期可靠性的原因，判断系统的薄弱环节在哪。如果问题出在设计方案上，需要与工程规划部门共同合作解决问题。其次是制作预测模型，就是根据备选设计方案预测系统未来一段时间内运行的可靠性，主要是针对配电系统中的某一个部分，预见其在运行时有可能出现的问题，提出提升系统运行可靠性的方法。最后是校正预测模型，预测模型建立以后，需要将历史数据作为依据对其进行校正，使其与历史情况相符，这样才能保证预测模型不脱离实际。值得注意的是，模型校正是一个非常复杂的过程，需要配电系统运行部门提供真实、完整的历史数据，并考虑到系统运行的外界环境因素，用电需求变化因素等，将所有因素都考虑到，然后对参数进行谨慎调整，这样才能对系统未来运行状态进行准确预测，判断其可靠性是否可以达到预期要求[1]。

3 配电系统可靠性评估方法

3.1 最小路法

该方法的基本思想是对每一负荷点求取其最小路，根据网络的实际情况，将非最小路上的元件故障对负荷点可靠性的影响折算到相应的最小路节点上，从而仅对每个负荷点最小路上的元件与节点进行计算，即可得到负荷点相应的可靠性指标。该算法虽然比FMEA方法实现起来简化了许多，但是对复杂配电系统寻

找负荷点的最小路将花费大量时间。在此基础上，有些学者提出了以下改进方法。戴雯霞等提出了一种基于最小路的改进算法。该算法考虑最小路上元件和非最小路上元件对负荷点可靠性指标的影响，还考虑了分支线保护、隔离开关、负荷开关、计划检修、备用电源的影响等各种实际情况。该方法适用于辐射型配电网络，且可靠性计算快速准确；但该方法不适合计算带子馈线的复杂系统。

3.2 故障式后果分析法

这种评估方法又被称之为FMEA，它是用来评估电力系统可靠性最为传统的一种方法。这种方法主要是利用科学的故障判别准则来将配电系统的状态分为故障状态和正常状态两种，并对配电系统中所有可能出现故障的设备进行充分的分析，从而得到一个所有故障类型的列表，然后利用计算的方式获得配电系统可靠性的相关指标。一般这种方法只能在由主线和馈线组成的辐射式简单配电系统中进行应用，在一些多故障模式的复杂分支系统中很少使用。这种方法在实际应用过程中，并没有充分考虑线路的传输容量问题，所以，利用这种方法获得的相关评估指标会与真实的数值之间存在一定的差异，使评估结果出现一定的偏差。

随着现实中研究工作的不断深入，相关学者通过对故障后的潮流和电压约束的考虑，总结出了一种结合最小割集法的FMEA法。这种方法可以在一些大型的配电系统可靠性评估中进行应用。后來一些研究人员有总结出了应用于带子馈线的复杂配电系统可靠性评估方法。这种方法主要是利用了馈线分区思想，以馈线为基本单位进行馈线分区，然后建立起一个网络模型，这一网络模型主要由区域节点和开关弧组成，然后利用前面所说的FMEA方法对整个系统进行可靠性评估[2]。

4 配电系统可靠性综合评估的应用

状态抽样：ls-epras利用蒙特卡罗仿真进行电网可靠性的综合评估，在进行电网充裕度和稳定度评估之前，要对系统状态空间进行抽样，形成仿真样本，通过大量的确定性计算统计各种可靠性指标。网络连通性评估。当系统中的开关（开或闭）时，原有的拓扑结构会发生变化，并快速、有效地根据网络的变化进行静态安全评估是一项至关重要的任务。将网络连通性评价应用于系统的网络拓扑分析，并从系统的概率的角度来寻找切割点和桥，计算出各总线的概率成桥和各支路成桥。地面功率流计算是可靠性综合评价的基础。系统的流量计算在静态等值的基础上，给出了系统（内部）系统运行状态信息，并考虑系统中可能出现的各种干扰（发电机、输电线路断开、输出负载调节、分接开关调节等）。

最优潮流风险评估。在最优潮流的基础上，考虑了负载的随机效应和传输设备故障对最优潮流的影响。同时，通过合理调整变压器分接头、开关电容、发电机无功功率，系统电压保持在最合理的水平，系统传输损耗尽可能小，避免了不合理的无功传输。所有的任务都必须确保系统中所有组件的操作不会发生更多的限制。在这个系统中，有功和无功的交叉近似算法是用来计算的主动近似模型，它可以用来计算在2至5的快速分解方法的最佳功率流。

5 结束语

配电系统是电力系统中非常关键的一个组成部分，其实现了电力系统与用户之间的链接，从而实现电力资源的输送和分配的目的。此外，其可靠性直接关系着整个电力系统的正常运行，配电系统如果不稳定将会给电力系统带来巨大的经济损失。随着电力市场的开放，电力系统规划和运行变得越来越复杂，电力系统的可靠性变得非常困难。上文就配电系统可靠性评估方法与应用做出了简析。

参考文献

[1] 郭晓蓓，杨伟，杨绍江.配电系统可靠性评估方法及其应用研究[J].电工技术，2016，（6）：5-7.

[2] 赵伟，李卫星，郭志忠.配电网可靠性问题研究综述[J].中国科技论文在线，2013，（5）：12-14.