潘基靈

【摘 要】配電系統(tǒng)將在電力系統(tǒng)和用戶的連接和分配給電力能源，包括配電變電站，高低壓配電線路，饋線等網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的用戶和供應(yīng)商。配電系統(tǒng)作為直接連接到用戶的直接影響用戶的正常供電，在安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的供電中起著重要的作用。隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，信息產(chǎn)業(yè)已成為越來越多的行業(yè)特有的電力供應(yīng)，對(duì)供電可靠性的要求越來越高。

【關(guān)鍵詞】配電系統(tǒng)；靠性評(píng)估方法；應(yīng)用

0 引言

隨著電力市場(chǎng)的開放，電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行變得越來越復(fù)雜，電力系統(tǒng)的可靠性變得非常困難。電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的一個(gè)全面的、系統(tǒng)的、定量的方法。發(fā)展配電系統(tǒng)可靠性分析工具是非常重要的。

1 配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估研究現(xiàn)狀

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力用戶的可靠性要求越來越高。長(zhǎng)期以來，電力系統(tǒng)的可靠性主要集中于發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和電力系統(tǒng)的可靠性。相比之下，配電系統(tǒng)的可靠性遠(yuǎn)未受到重視。其主要原因是設(shè)備和配電系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)集中，設(shè)備的投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，發(fā)電能力的停電造成的電力故障嚴(yán)重和廣泛的社會(huì)影響，更容易引起人們的關(guān)注。但是隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也在不斷提高，供電可靠性也越來越高。同時(shí)，區(qū)域分布網(wǎng)絡(luò)正變得越來越完善。

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是電力系統(tǒng)與電力供應(yīng)、電力供應(yīng)與分配的重要環(huán)節(jié)。由于電力生產(chǎn)，供應(yīng)和使用的特點(diǎn)，同時(shí)，一旦配電系統(tǒng)設(shè)備故障或維護(hù)，它會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的電力用戶停電。絕大多數(shù)配電系統(tǒng)采取環(huán)設(shè)計(jì)，開環(huán)成一個(gè)徑向運(yùn)行模式，單一故障是比較敏感的，所以故障率也較高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，超過80%的電力用戶故障是由電力系統(tǒng)故障造成的。隨著電力體制改革的進(jìn)行，電力分配系統(tǒng)的故障造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對(duì)社會(huì)的影響將成為電力價(jià)格的一個(gè)重要因素。配電系統(tǒng)可靠性研究是保證供電質(zhì)量，提高電力工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要手段。提高和完善電力行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和管理水平，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)城市電網(wǎng)建設(shè)和改造，具有重要的指導(dǎo)作用。因此，配電系統(tǒng)的可靠性對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性研究起著重要的作用。

2 配電網(wǎng)可靠性價(jià)值評(píng)估的理論基礎(chǔ)

現(xiàn)代公共工程成本—效益分析理論的起源，最早可追溯到1844年法國(guó)工程師Jules.Dupuit發(fā)表的論文《公共工程項(xiàng)目效用的測(cè)算》。1920年，英國(guó)人A. C. Pigou出版了《福利經(jīng)濟(jì)學(xué)》一書，將邊際分析方法應(yīng)用到了成本—效益分析中，奠定了成本—效益分析方法的理論基礎(chǔ)。

可靠性成本—效益分析可用A. C. Pigou的邊際分析方法來說明。定義可靠性邊際成本為增加一個(gè)單位可靠性水平而需增加的投資成本；定義可靠性邊際效益為因增加了一個(gè)單位可靠性水平而獲得的效益（亦即因此減少的停電成本）。

在圖1所示的可靠性成本—效益分析曲線中，MC代表可靠性邊際成本曲線；MB代表可靠性邊際效益曲線；TC為邊際供電總成本曲線。

當(dāng)滿足式（3）時(shí)，可靠性邊際成本等于可靠性邊際效益，即圖1中的曲線MC與MB相交點(diǎn)，此時(shí)凈效益最大，所對(duì)應(yīng)的R m是最合理的供電系統(tǒng)可靠性水平。式（3）就是供電企業(yè)配電網(wǎng)改造的可靠性優(yōu)化準(zhǔn)則。

3 系統(tǒng)可靠性綜合評(píng)估應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)

狀態(tài)抽樣：ls-epras利用蒙特卡羅仿真進(jìn)行電網(wǎng)可靠性的綜合評(píng)估，在進(jìn)行電網(wǎng)充裕度和穩(wěn)定度評(píng)估之前，要對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)空間進(jìn)行抽樣，形成仿真樣本，通過大量的確定性計(jì)算統(tǒng)計(jì)各種可靠性指標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)連通性評(píng)估。當(dāng)系統(tǒng)中的開關(guān)（開或閉）時(shí)，原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，并快速、有效地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的變化進(jìn)行靜態(tài)安全評(píng)估是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。將網(wǎng)絡(luò)連通性評(píng)價(jià)應(yīng)用于系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，并從系統(tǒng)的概率的角度來尋找切割點(diǎn)和橋，計(jì)算出各總線的概率成橋和各支路成橋。地面功率流計(jì)算是可靠性綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)的流量計(jì)算在靜態(tài)等值的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)（內(nèi)部）系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，并考慮系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種干擾（發(fā)電機(jī)、輸電線路斷開、輸出負(fù)載調(diào)節(jié)、分接開關(guān)調(diào)節(jié)等）。

電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)系統(tǒng)各元件可能發(fā)生的各種故障（包括復(fù)故障）進(jìn)行抽樣計(jì)算，用于指導(dǎo)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣一次二次設(shè)備的選擇。

靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是基于靜態(tài)安全評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的不確定因素，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的操作風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估的損失所造成的損失。

最優(yōu)潮流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在最優(yōu)潮流的基礎(chǔ)上，考慮了負(fù)載的隨機(jī)效應(yīng)和傳輸設(shè)備故障對(duì)最優(yōu)潮流的影響。同時(shí)，通過合理調(diào)整變壓器分接頭、開關(guān)電容、發(fā)電機(jī)無功功率，系統(tǒng)電壓保持在最合理的水平，系統(tǒng)傳輸損耗盡可能小，避免了不合理的無功傳輸。所有的任務(wù)都必須確保系統(tǒng)中所有組件的操作不會(huì)發(fā)生更多的限制。在這個(gè)系統(tǒng)中，有功和無功的交叉近似算法是用來計(jì)算的主動(dòng)近似模型，它可以用來計(jì)算在2至5的快速分解方法的最佳功率流。

4 結(jié)語

隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)可靠性經(jīng)濟(jì)學(xué)在配電網(wǎng)改造中的應(yīng)用，將得到越來越廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際工程應(yīng)用中，可以根據(jù)可靠性評(píng)估的計(jì)算方法和可靠性優(yōu)化軟件包的開發(fā)，為提高供電可靠性的可靠性提供科學(xué)依據(jù)。充分體現(xiàn)了實(shí)用化、大眾化的特點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，且便于在各級(jí)配電供電企業(yè)中推廣使用。

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[責(zé)任編輯：湯靜]