復(fù)雜配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估

孫曉鳳，胡永騰雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

復(fù)雜配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估

孫曉鳳，胡永騰雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

配電系統(tǒng)的可靠性對(duì)與國家電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有很大的關(guān)系，配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估可以對(duì)于城市電網(wǎng)的改造和擴(kuò)展作出良好的建議，對(duì)于國家電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展也有很大的意義，本文對(duì)于配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估進(jìn)行了分析和介紹。

復(fù)雜配電系統(tǒng)；可靠性

一、配電系統(tǒng)評(píng)估的基本方法

配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估可以提高人們對(duì)于城市輸電網(wǎng)絡(luò)的可用度的認(rèn)識(shí)，便于人們對(duì)現(xiàn)有的輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，在當(dāng)今的電力系統(tǒng)的改造和施工之中，對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估已經(jīng)成為不可缺少的元素。

在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估之中，一般是對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。在一般的電力系統(tǒng)之中，配電系統(tǒng)一般是呈輻射狀或是開環(huán)輻射狀進(jìn)行運(yùn)行。在系統(tǒng)的評(píng)定之中，基本的評(píng)估方法是對(duì)于系統(tǒng)的故障模式和故障結(jié)果進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而得出系統(tǒng)是否穩(wěn)定。在測(cè)試之中，可靠性評(píng)估測(cè)試主要是以配電系統(tǒng)之中的元件為測(cè)試的對(duì)象，對(duì)于元件可能出現(xiàn)的故障模式和故障原因進(jìn)行假設(shè)之后，分析每一種故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成的影響，最終綜合故障模式和后果的分析，對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性作出評(píng)估。

一般在可靠性評(píng)估之中，工作人員一般采用FMEA法，該方法即將所有可能的故障和后果進(jìn)行列表的分析，并進(jìn)行評(píng)估。但是該方法可使用的范圍較小，一般只可以應(yīng)用于較為小型的配電系統(tǒng)，這一類系統(tǒng)的元件數(shù)目和操作方式較為有限，因此，通過一定的窮舉法可以分析出每一種可能的后果。

在大型的配電系統(tǒng)的分析之中，F(xiàn)MEA法就不再使用，大型系統(tǒng)內(nèi)部的電子元件和操作方式多樣，其內(nèi)部的電路網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度超過小型系統(tǒng)的數(shù)倍以上，使用對(duì)每類故障和后果進(jìn)行分析的方法就不再適用。因此，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型電網(wǎng)之中，電路網(wǎng)絡(luò)的工程評(píng)估人員一般使用最小路法對(duì)電路的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，這種方法在使用之中是將電路網(wǎng)絡(luò)之中的非最小路上的元件對(duì)負(fù)荷點(diǎn)可靠性的影響折算到系統(tǒng)的最小路上，再依次計(jì)算各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)，進(jìn)而得出電路系統(tǒng)的穩(wěn)定評(píng)估。這種方法對(duì)于大型電路系統(tǒng)的可靠性評(píng)估計(jì)算有較大的幫助，比起窮舉計(jì)算，減少了大量的電路分析實(shí)踐和計(jì)算過程，較為適合大型電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性評(píng)估。但是，最小路法的使用過程之中，其計(jì)算方法并不適合評(píng)估帶有支饋線的復(fù)雜配電網(wǎng)絡(luò)，在這類網(wǎng)絡(luò)的可靠性評(píng)估之中，最小路折算法依然需要大量的假設(shè)和計(jì)算。

二、復(fù)雜配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估

1、簡單系統(tǒng)的評(píng)估

在基本的電路網(wǎng)絡(luò)之中，簡單配電系統(tǒng)的基本組成是一條主饋線，其主要的電子元件包括變壓器，輸電線，斷路器和隔離開關(guān)等元器件，并在電路的饋線末端借有備用電源，以防止電路因故障而失去電源。主饋線的主要結(jié)構(gòu)是由輸電線、熔斷器和變壓器組成的負(fù)荷支路，其結(jié)構(gòu)較為簡單。

在進(jìn)行簡單配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估時(shí)，檢測(cè)人員一般會(huì)將配電系統(tǒng)內(nèi)部的電路進(jìn)行等效的變化，并組成僅有負(fù)荷回路和饋線段串聯(lián)而成的簡單邏輯電路。配電系統(tǒng)的負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行可靠性評(píng)估的主要指標(biāo)是系統(tǒng)的平均故障率，平均停運(yùn)次數(shù)和平均停運(yùn)時(shí)間。

一般在較為復(fù)雜的系統(tǒng)分析之中，工程人員會(huì)將系統(tǒng)簡化為基本的狀態(tài)模型進(jìn)行分析，在常用的系統(tǒng)模型之中，用于評(píng)估可靠性的模型一般是將配電系統(tǒng)簡化為三狀態(tài)模型進(jìn)行分析。在模型之中，主要的模型元素包括系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)的故障修復(fù)狀態(tài)，計(jì)劃檢修狀態(tài)，三種狀態(tài)分別以系統(tǒng)之中的故障修復(fù)率、計(jì)劃檢修率和計(jì)劃修復(fù)率為影響因素被，在三種狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換。

將斷路器劃分的模型計(jì)算需要較大的計(jì)算量，其元件本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了模型化計(jì)算時(shí)，影響計(jì)算結(jié)果的因素很多。在模型化的過程之中，一般把斷路器模擬為七狀態(tài)的模型進(jìn)行運(yùn)行上的分析和計(jì)算，以對(duì)于此元件的復(fù)雜狀態(tài)進(jìn)行全面的計(jì)算，其狀態(tài)模型如下：

斷路器模型之中的七種狀態(tài)分別是正常運(yùn)行狀態(tài)、計(jì)劃檢修狀態(tài)、臨時(shí)檢修狀態(tài)、誤動(dòng)狀態(tài)、接地或絕緣故障狀態(tài)、拒動(dòng)狀態(tài)和故障修復(fù)狀態(tài)。各種狀態(tài)之間互相影響，在模型的計(jì)算之中，工程人員會(huì)將這些狀態(tài)對(duì)周圍元件的影響和對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的危害進(jìn)行合并，并就各個(gè)狀態(tài)之間的共同點(diǎn)，將臨時(shí)檢修狀態(tài)、誤動(dòng)狀態(tài)、故障修復(fù)狀態(tài)等近似合并為修復(fù)狀態(tài)，，將較為復(fù)雜的系統(tǒng)簡化為三狀態(tài)模型進(jìn)行分析和計(jì)算，并研究其可靠性。

2、由簡單系統(tǒng)到復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)估

實(shí)際的配電系統(tǒng)較為復(fù)雜，是由多條簡單配電系統(tǒng)電路相互組合而形成的復(fù)雜系統(tǒng)，在實(shí)際的配電系統(tǒng)之中，一般將系統(tǒng)劃分為主饋線和副饋線，然后利用可靠性等值的計(jì)算方法，將各條饋線等值為簡單地輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而簡化復(fù)雜系統(tǒng)可靠性評(píng)估時(shí)的繁瑣計(jì)算。

在進(jìn)行簡化時(shí)，各條饋線的簡化方法與簡單配電并系統(tǒng)的簡化方法類似，以一條饋線為系統(tǒng)，然后將該條饋線簡化為三狀態(tài)模型，進(jìn)行可靠性評(píng)估。在完成各條饋線的計(jì)算和評(píng)估之后，在將各條饋線等值為基本配電系統(tǒng)的輻射狀網(wǎng)絡(luò)，得出對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果。

在復(fù)雜系統(tǒng)簡化為多條饋電線路組成的輻射狀網(wǎng)絡(luò)之后，其基本的可靠指標(biāo)可以根據(jù)簡化系統(tǒng)之中系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)的故障修復(fù)狀態(tài)，計(jì)劃檢修狀態(tài)等幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，各個(gè)可靠指標(biāo)均可以通過對(duì)基本指標(biāo)的計(jì)算得出。

三、結(jié)語

在復(fù)雜配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估之中，其主要的思路就是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的簡化和等效，復(fù)雜的配電系統(tǒng)可以等效為多個(gè)簡單系統(tǒng)的組合，簡單的配電系統(tǒng)可以等效為多個(gè)電路饋線的聯(lián)合，最小路法的提出更是加快了可靠性評(píng)估的計(jì)算效率。在電力系統(tǒng)的可靠性評(píng)估之中，工程人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了簡化處理，為電力系統(tǒng)的改造和擴(kuò)建提供了理論依據(jù)。

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