智能配电系统可靠性模型技术方案研究

李 琴，陈彦飞，王艳苹

（吉安职业技术学院，江西 吉安 343000）

0 引 言

智能配电系统可靠性评估是智能配电网故障处理与运行管理的核心部分。通过智能配电系统的可靠性评估，能够减少供电中断或干扰因素对电力系统运行的影响，提升智能配电系统故障响应效率，增强智能配电系统故障诊断、感知、应对和决策水平。构建智能配电系统可靠性模型，设计符合智能配电系统特征及可靠性评估需求的算法、模型，对提升智能配电系统的可靠性而言意义非凡。

1 研究现状与问题

智能配电系统可靠性评估已成为保证智能配电系统可靠性的重要手段。当前国内外学者围绕解析法、蒙特卡罗法、人工智能算法和容量约束评价法，提出了许多不同的配电系统可靠性评估算法，但多是基于配电系统的特点、需求而设计，在智能配电系统可靠性评价中，可能存在算法落后、减故效果差、可靠性差和故障诊断效率低等问题，无法满足智能配电系统可靠性评估的需求[1]。针对智能配电系统可靠性评估现状，本报告结合最小割集法，围绕故障模式影响分析法FMEA，通过构建智能配电系统可靠性模型，利用优化后的智能配电系统可靠性评估算法，提升智能配电系统运行的可靠性[2]。

2 研究目的及意义

2.1 研究目的

本报告围绕解析法中的故障模式影响分析法FMEA，结合最小割集法，以用户平均停电频率指标CAIFI、用户平均停电持续时间指标CAIDI、系统平均停电频率指标SAIFI、系统平均停电持续时间指标SAIDI、平均供电可用率指标ASAI、平均供电不可用率指标ASUI和期望缺供电能量指标EENS等为基础，通过设计、构建智能配电系统可靠性评价模型，解决传统条件下智能配电系统可靠性评估方法落后、模型科学性不强、准确性低等问题，丰富智能配电系统可靠性评估的研究理论体系与实践体系[3]。

2.2 研究意义

自“十三五”以来，充电设施、分布式发电、电能替代领域不断发展，加速了配电网的优化与升级。新时期智能配电系统的可靠性评估，不仅需要关注不断更新的技术、经济、行政措施对电网负荷特性的影响，而且需要以提升城市配网馈线自动化率、优化电网主网架、改造升级配电网为导向，增强智能配电系统的可靠性，提升智能配电系统的社会效益与经济效益[4]。本报告通过故障模式影响分析法FMEA，融入最小割集法，通过计算负荷点可靠性指标，及时诊断、感知可能发生的故障信息、事件，满足智能配电系统可靠性的需求[3]。

3 研究理论基础

本报告以最小割集法和故障模式影响分析法FMEA为基础，构建配电系统可靠性模型。最小割集法即通过初始化系统拓扑信息，形成源点、负荷点链表，获取支路、元件关系，搜索负荷点链表，将每一负荷点对照规则，得到新支路表，形成负荷点的最小路，得到最小割集。故障模式影响分析法FMEA通过研究系统中可能存在的元件失效、故障事件，分析元件失效、故障事件与负荷点的关系，借助元件可靠性指标，选择适当的故障判别准则，确定故障模式集合，在此基础上形成系统的可靠性指标[5]。

4 研究思路与技术路线

4.1 研究思路

以节点数据表、线路数据表、设备分布数据表和潮流控制为基础，形成系统拓扑信息，对拓扑信息进行最小割集法处理，从系统故障信息中提取故障事件，并在故障条件下进行潮流求解，比较潮流结果，分析系统潮流结果是否违限，从而采用系统故障补救、负荷转移、节点电压越限补救和线路过载补救等方法处理，并记录事故处理结果，实现负荷点的可靠性评估[6]。

4.2 技术路线

以上述智能配电系统可靠性评估研究思路为基础，制定智能配电系统可靠性模型的技术路线[7]，如图1所示。

图1 智能配电系统可靠性模型技术路线图

5 研究过程

5.1 研究过程

依据智能配电系统可靠性模型技术路线，构建智能配电系统可靠性模型与可靠性评估算法[8]，如图2所示。

5.2 研究结果

智能配电系统可靠性模型在应用过程中，利用预想事故列表、负荷点、故障信息等，形成负荷点故障事件影响评估表，可靠性评估负荷点，从而实现智能配电系统的可靠性评估[9]。

图2 智能配电系统可靠性模型与可靠性评估

6 结 论

本报告形成的智能配电系统可靠性模型，通过研究系统中可能存在的元件失效、故障事件，分析元件失效、故障事件与负荷点之间的关系，借助元件可靠性指标，选择适当的故障判定准则，确定故障模式集合。在此基础上形成系统的可靠性指标，具有流程简便、便于运营人员理解与掌握、易于实施以及故障反应效率高等优点，是一种可靠的智能配电系统可靠性评价手段[10]。为增强智能配电系统可靠性模型应用的有效性，在智能配电系统可靠性评估中，应制定系统的智能配电系统可靠性指标控制策略，从容应对由于元件数量大而造成运算量增大的问题。