配電網可靠性分析綜述

貴州大學電氣工程學院 陳翌斕 孫宏偉

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配電網可靠性分析綜述

貴州大學電氣工程學院 陳翌斕 孫宏偉

【摘要】隨著配電網不斷發展，配電網的可靠性分析也逐漸引起了廣大學者的重視。本文簡要介紹了配電網可靠性分析的一般原理以及常用的方法和指標，對今后的研究方向進行了展望。

【關鍵詞】配電網；可靠性

0 引言

在傳統意義上的電力系統，可靠性的研究一般分為針對發電和輸電兩部分，而配電部分的可靠性卻沒有被引起足夠的重視，主要原因是前者占有電力系統總投資的主要部分，并且一旦發生故障將會產生對社會的影響極其嚴重。但是，隨著社會經濟的不斷發展，區域配電系統的不斷發展完善，人們對配電系統的可靠性的研究也逐漸深入廣泛。據可靠數據統計，目前超過八成的停電事故是由于配電系統的各類意外事故造成的，因此，配電系統可靠性研究在整個電力系統可靠性研究中的地位越來越重要。

1 原理

一般的可靠性分析都是通過利用概率論和數理統計，在分析元件的基本參數的前提條件下，收集并整理大量的原始數據，搭建最為合適的數學模型，并進行分析，最后選取相關的數學指標實現對系統的可靠性評估。而配電系統的可靠性分析的基礎是對元件的可靠性分析，通過選用相關的數學公式可以將復雜多變的原件狀態進行描述，常見的數學分布類型有二項分布、泊松分布、指數分布等，實際應用起來則更為復雜困難。

2 方法

由于在配電網可靠性分析中概率論和數理統計被頻繁應用，故由此衍生出來的評估方法主要有解析法、模擬法、混合法等方法。

解析法主要是根據系統元件之間的功能關系搭建可靠性模型，綜合所有故障狀態，并對其進行分析，最終得到相關的可靠性指標。其優點是概念清晰、模型精度高。其缺點是當應用于較大系統時，由于需要對所有故障狀態一一列舉分析，實現起來較為復雜困難。在實際應用當中，可以根據不同的實際情況，對原始解析法做相應的改進，從而達到減少工作量的目的。形成的新方法主要有最小割集法、最小路集法、狀態空間截斷法、網絡等值法等，其原理這里不做贅述。

模擬法也可以稱為蒙特卡洛法，其原理是通過隨機抽樣賦予系統各個元件隨機的運行狀態，在運用概率統計等方法計算出所需要的可靠性指標。該方法相的優點是相對于解析法更加易于實現，可多應用于較復雜系統。其缺點是計算收斂速度慢，誤差較大。

混合法的中心思想是首先利用蒙特卡羅法模擬系統各個元件的隨機運行狀態，然后利用解析法計算得到各個狀態的平均持續時間，代替了原先需要的對狀態時間的抽樣。此做法可以在減少解析法的運算量的同時，減少了蒙特卡羅法的迭代收斂時間。

3 指標

配電網可靠性指標根據針對的對象的不同，主要可以分為兩大類：負荷側可靠性指標（即用戶側可靠性指標）和系統側可靠性指標。

負荷側可靠性指標衡量的是在整個系統中每個個體的可靠性水平，他是根據長期統計得出的期望概率值。其主要分為平均故障率、年平均停運時間和平均停運持續時間這個三個指標。

系統側可靠性指標是在完成負荷側可靠性指標計算后得到的綜合水平，所以可以說負荷側可靠性指標是系統側可靠性指標的基礎。我國常用的配電系統可靠性指標有用戶平均停電時間、用戶平均停電次數、故障停電平均持續時間、供電可用率等。

4 結語

本文簡要介紹了傳統配電網的可靠性評估的基本原理、方法和指標，在今后的實際應用中，隨著微網的不斷發展，含微網的配電網可靠性分析的一系列問題如分布式電源的大量引入對饋線容量帶來的挑戰、微網與輸配網的協調規劃、孤島運行的影響等問題將會是配電網可靠性研究的重要方向。

參考文獻

［1］張松.含微網的配電網可靠性分祈與評估［D］.華北電力大學，2015.

［2］郭永基.電力系統可靠性原理和應用［M］.北京﹕清華大學出版社，1986.

［3］黃陽輝.含微網的配電網可靠性評估［D］.華南理工大學，2012.

［4］楊蒔百，戴景宸，孫啟宏.電力系統可靠性分析基礎及應用［M］.北京﹕水利電力出版，1986.

［5］陳文高.配電系統可靠性實用基礎［M］.北京﹕中國電力出版社，1998.

作者簡介：

陳翌斕（1991－），女，湖南益陽人，碩士研究生在讀，研究方向：電力系統及其自動化。