浅谈供配电系统可靠性分析策略

天津忠旺铝业有限公司　王　凯　韩述欢

浅谈供配电系统可靠性分析策略

天津忠旺铝业有限公司王凯韩述欢

供配电系统的可靠运行是保证人们正常生活和生产的关键。尤其是工业生产、国防工程以及城市大区域供电中，一旦供配电系统出现问题，很有可能给社会造成不可估量的经济损失和巨大的不良影响。因此，对供配电系统进行可靠性研究，确保系统的可靠安全运行是供配电系统研究的重点。本文对常用的供配电系统可靠性研究方法进行了介绍，供大家参考和讨论。

供配电系统；可靠性；分析评估

一、概述

我国的电力系统建设起点低、发展时间短，其发展水平和发达国家还存在一些差距，供配电设备运行的可靠性还存在不足，城市的供配电系统建设难以满足地区发展建设的需要，已经严重制约地区社会和经济的发展。为确保供配电系统的可靠性，必须采取行之有效的措施。发电、输电、配电以及电力用户是电力系统的四个组成部分，电力系统集电能生产、电能输送、电能分配以及电能消费为一体。电力系统的可靠性包含电能的充裕度和电力供应的安全性两方面要求。电力系统可靠性主要包括发电可靠性、输变电可靠性、配电可靠性以及电气主接线可靠性几方面。通过对电力系统故障的不完全统计，配电系统故障是造成电力用户停电最主要的原因，其对电力用户供配电的可靠性影响最为严重。

二、供配电系统常用的可靠性评估方法

对配电系统可靠性进行评估的方法主要有：

1.最小路径法。通路是供配电网络的任意两个节点之间所有弧线所构成的集合。一旦将线路中的任意弧线移除将不能形成通路，那么该线路就被成为最小路。最小路原理是最小路法的理论基础。其分析原理是求出所有的负荷点的最小路，根据网络的实际情况分析非最小路的元件对负荷点可靠性的影响，然后将影响程度指标换算到最小路节点电，通过换算手段就可以实现所有负荷点只通过最小路进行计算，最终获得节点的可靠性指标。采用这种计算方法，自然而然的就把节点电分为了最小路节点电和非最小路节点电两类。［1］

2.网络等值法。配电网通常由副馈线和主馈线组成，其结构往往比较复杂。网络等值法通常将供配电线路的部分网络用相应的等效元件替代，最终把复杂的配电网等效简化成结构简单的主馈线系统。等值法运算步骤为：先进行向上等效，即分析运算上层元件受下层元件的可靠性影响程度，把副馈线负载结构简化成等效分支，然后向上逐层进行等效运算，最终得到简化的主馈线网络；然后是向下等效，即考虑下层元件受上层元件的影响程度，并等效为串联元件，最终对各负荷点的可靠性进行分层计算。［2］

3.故障遍历法。该方法基本算法为枚举遍历。该方法的计算步骤为：首先将故障点根据故障发生时间的不同，分为故障不影响故障时间、故障时间是隔离时间、故障时间包括隔离时间和切换操作时间、故障时间为故障修复时间四种。之后从每个故障点开始，向后搜索所有断路器前的父节点。然后将这些负荷点分为b、c、d三类节点，其他节点则归为a类节点，即正常节点。这样对所有故障时间进行枚举，求出系统可靠性的最终结果。另外，还可以根据子系统的拓扑结，对包含倒换操作开关和备用电源的故障系统潮流进行计算，检查线路的电压超限情况和容量。［3］

4.递归法。递归法借助供配电网络树状的结构特征，首先以馈线为单位把配电网按照树型结构进行存储，然后把输配电网的馈线利用树的递归进行合理等效简化，并在进行遍历运算的过程中进行可靠性计算，对配电网所有负荷点以及整个系统进行计算得出相应的可靠性指标。由于配电网结构和树形结构十分相似，递归算法首先将配电网馈线看作树的节点进行等效，将配电网转化为树型结构。然后运用后序遍历把上层馈线受下层馈线的影响程度转化为等效分支线，最终将配电网络转化为负荷点和馈线连接而成的整体，从而可以通过可靠性计算的基本公式计算出配电网的可靠性；然后对树进行前序遍历，计算负荷点的可靠性指标，得出下层馈线负荷点受上层馈线元件影响的等效串联元件，以此类推，最终得到系统的可靠性指标。树的递归遍历的运算程序较为简单，虽然递归函数需要占用一定的系统资源，但是输配电网的机构层次通常不会太深。

三、结论

随着供配电系统可靠性研究的不断深入，人们对供配电系统可靠性的认识不断加深，系统可靠性计算的计算规模和计算精度的有机结合成为研究的出发点，为了将可靠性计算运用到实际应用之中，本文结合以往的研究成果和工作经验，根据供配电网络的特性，对供配电网络可靠性计算的几种常用方法进行了介绍，对供配电系统的可靠性研究工作具有一定的参考价值。

［1］陆志峰，周家启.计及开关和母线故障的配电系统可靠性评估［J］.电网技术，2002（4）.

［2］张鹏，郭永基.基于故障模式影响分析法的大规模配电系统可靠性评估［J］.清华大学学报（自然科学版），2002（3）.

［3］金星，余浩章，李永，李辉.大型网络系统可靠度计算新方法［J］.系统仿真学报，2001，13（4）：432-433.

王凯（1991—），男，甘肃陇县人，大学本科，现供职于天津忠旺铝业有限公司，研究方向：电气工程。