地區(qū)電網(wǎng)可靠性評估方法研究

摘 要： 地區(qū)電網(wǎng)是直接與電力用戶連接的一級電網(wǎng)，研究和評估地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性已成為一項重要的課題。為了實現(xiàn)評估地區(qū)電網(wǎng)可靠性的目的，采用簡化等值的思路將地區(qū)電網(wǎng)簡化等效為支路和結(jié)點組成的網(wǎng)絡，并以修正的最小路算法對地區(qū)電網(wǎng)的可靠性指標進行評估計算。通過對某地區(qū)電網(wǎng)為例進行計算分析，驗證了該方法能夠有效地對地區(qū)電網(wǎng)進行可靠性評估。

關(guān)鍵詞： 地區(qū)電網(wǎng)； 可靠性評估； 最小路算法； RBTS2

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0162?03

地區(qū)電網(wǎng)是直接與電力用戶連接的一級電網(wǎng)，隨著電力用戶對供電可靠性要求的不斷提高，研究和評估地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性已成為一項重要的課題。地區(qū)電網(wǎng)主要由變電站和電力線路組成[1]，要評估地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性，可以先對地區(qū)電網(wǎng)的變電站電氣主接線、斷路器和隔離開關(guān)進行可靠性評估，將變電站等效為地區(qū)電網(wǎng)的一個部件。在等效的基礎(chǔ)上運用網(wǎng)絡等值的思想，將地區(qū)電網(wǎng)簡化成由結(jié)點和支路組成的網(wǎng)絡，進而在該網(wǎng)絡中求出各負荷點的可靠性指標以及全網(wǎng)的可靠性指標。

1 地區(qū)電網(wǎng)可靠性指標

2 地區(qū)電網(wǎng)可靠性評估方法

2.1 最小路

2.2 最小路的求法

搜索法是尋求最小路的基本方法，即從網(wǎng)絡的某個結(jié)點開始，按照一定的搜索規(guī)則對圖中的所有結(jié)點做一次訪問，然后根據(jù)訪問結(jié)果找出圖的全部最小路。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖的搜索是形成拓撲結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)，常見有兩種搜索方法：深度優(yōu)先搜索法和廣度優(yōu)先搜索法[9]。

（1）深度優(yōu)先搜索。深度優(yōu)先搜索（DFS）是一個遞歸過程。假設圖中各結(jié)點在初始狀態(tài)均未被訪問過，則深度優(yōu)先搜索從圖中某個結(jié)點n1出發(fā)開始向下搜索，直至沒有鄰結(jié)點為止，然后搜索過程回溯到上一層結(jié)點再向下搜索新的鄰結(jié)點，直到圖中與n1有路徑相通的所有結(jié)點都被訪問一次。

本文采用基于改進DFS的最小路法求取地區(qū)電網(wǎng)簡化網(wǎng)絡的最小路集。改進DFS的最小路法與上述方法方向相反，是由負荷點向上搜索至電源點，而且不搜索分支結(jié)構(gòu)。該方法主要有以下特點：

（1）配電系統(tǒng)大多采用閉環(huán)設計方案，開環(huán)運行方式，在一般運行狀態(tài)下呈輻射狀結(jié)構(gòu)。用改進的深度優(yōu)先搜索算法從負荷點往上回溯到電源點，搜索出來的路徑正好是從負荷點到電源點的最小路。

（2）DFS算法是圖論中較為成熟的算法，只需把每次搜索到支路的末節(jié)點作為下一次搜索的首節(jié)點即可，程序?qū)崿F(xiàn)較為容易。

（3）一般認為，深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）比較，在搜索中有回溯的過程，有些節(jié)點會被重復搜索多次，使得搜索效率較低。在本文中采用修正的最小路算法，使得搜索由負荷點開始向上搜索至電源點，避免了搜索復雜的分支結(jié)構(gòu)，提高了搜索效率。

2.3 變電站電氣主接線系統(tǒng)的處理

進行地區(qū)電網(wǎng)可靠性評估時，為簡化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，可以將變電站電氣主接線、斷路器和隔離開關(guān)分別等效為一個元件。這樣在進行編程時可以增加相應的數(shù)據(jù)，用來表示變電站電氣主接線的接線類型，并在程序的初始化階段對所有支路進行搜索，應用可靠性串聯(lián)公式將變電站電氣主接線、斷路器和隔離開關(guān)的可靠性數(shù)據(jù)合并到支路的數(shù)據(jù)中[10]。這樣處理后就將地區(qū)電網(wǎng)簡化成為一個支路和結(jié)點組成的網(wǎng)絡。

2.4 程序流程圖

3 算 例

4 結(jié) 語

針對地區(qū)電網(wǎng)的具體情況，本文應用網(wǎng)絡等值的思想，提出了運用基于最小割集與基于最小路相結(jié)合的算法對地區(qū)電網(wǎng)可靠性進行評估。首先定量分析計算變電站電氣主接線的可靠性，將變電站電氣主接線等效為系統(tǒng)中的一個元件，將地區(qū)電網(wǎng)進行網(wǎng)絡簡化，然后采用基于最小路可靠性算法對地區(qū)電網(wǎng)簡化網(wǎng)路可靠性進行整體評估。

根據(jù)上述算法對算例進行分析計算，得出可靠性評估結(jié)果。通過結(jié)果比較，驗證了該算法可以有效的對地區(qū)電網(wǎng)可靠性進行評估。

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