配电网可靠性 [配电网可靠性评估算法的分类]

配电网供电可靠性的评估算法

配电系统可靠性的评估方法是在系统可靠性评估方法的基础上,结合配电系统可靠性评估的特点而形成的。配电系统可靠性评估的大致思路是根据配电系统中元件运行的历史数据评价元件的可靠性指标，根据网络的拓扑结构、潮流分析、保护之间的配合关系以及元件的可靠性指标评价各个负荷点可靠指标，最后综合各个负荷点的可靠性指标，得出配电系统的可靠性指标。

目前研究电力系统可靠性有两种基本方法：一种是解析法，另一种是模拟法。

一：解析法：用抽样的方法进行状态选择，最后用解析的方法进行指标计算。

（1）故障模式影响分析法：通过对系统中各元件可靠性数据的搜索，建立故障模式后果表，然后根据所规定的可靠性判据对系统的所有状态进行检验分析，找出各个故障模式及后果，查清其对系统的影响，求得负荷点的可靠性指标。适用于简单的辐射型网络。。

（2）基于最小路的分析法：是先分别求取每个负荷点的最小路，将非最小路上的元件故障对负荷点可靠性的影响，根据网络的实际情况，折算到相应的最小路的节点上，从而，对于每个负荷点，仅对其最小路上的元件与节点进行计算即可得到负荷点相应的可靠性指标。算法考虑了分支线保护、隔离开关、分段断路器的影响，考虑了计划检修的影响，并且能够处理有无备用电源和有无备用变压器的情况。

（3）网络等值法：利用一个等效元件来代替一部分配电网络，并将那部分网络的可靠性等效到这个元件上，考虑这个元件可靠性对上下级馈线的影响，从而将复杂结构的配电网逐步简化成简单辐射状主馈线系统。

（4）分层评估算法：利用系统元件的可靠性数据与系统网络拓扑结构建立了系统的可靠性数学模型，在基于故障扩散的分层算法来进行系统的可靠性评估。可快速算出可靠性指标并找出供电的薄弱环节。

（5）基于最小割集的分析法。最小割集是一些元件的集合，当它们完全失效时，会导致系统失效。最小割集法是将计算状态限制在最小割集内，避免计算系统的全部状态，大大节省了时间，并近似认为系统的失效度可以为各个最小割集的不可靠度的总和。当每条支路存在大量元件时，计算量显著降低；且效率高，编程思路清晰，易于实现。本方法的关键是最小割集的确定。

（6）递归算法：先将网络用树型（多叉树）数据结构表示，利用后序遍历和前序遍历将每一馈线都用一包含了此馈线的所有数据节点来表示，由负荷点所在的顶端依次往上递归，并保留原节点，这样不仅可以算出整体可靠性指标，还可以算出所有负荷点的可靠性指标。

（7）单向等值法：将下一层网络单向等值为上一层网络，将断路器/联络开关间的元件和负荷点等值为一节点，再由下而上削去断路器/联络开关，最终可等值一个节点，便可得出整体的可靠性。由于馈线中有熔断器、变压器等存在，因此在等值前后整个网络的可靠性指标

会有变化，可根据这种变化反推出网络最初的可靠性指标。

（8）考虑容量约束的评估法：系统中因故障而进行负荷转移后，将引起系统中潮流的变化，为避免出现过负荷或电压越限，有必要考虑容量的约束。对系统进行潮流计算可以检验出以上问题。在忽略线路电容电阻和负荷无功的条件下，可用直流潮流法与Z矩阵法相结合求解配电网络中线路故障或负荷点减负荷时网络的潮流分布。

（9）区间评估法。区间评估是针对原始参数的不确定性而设立的一个评估方法。它用一个数值范围区间而不是一个数值来表示可靠性指标。

（10）基于敏感度分析的可靠性算法。通过对元件的敏感度的计算，对计算结果进行排序，找出对系统可靠性指标影响较大的元件的集合，通过该集合中的元件，组合计算出电力系统的可靠性指标。

（11）基于贝叶斯网络的评估算法：利用贝叶斯方法可弥补不能确定某元件在系统可靠性中的地位这一点，该方法利用贝叶斯概率公式，由各支路、元件的故障率可得各负荷点的故障率，之后再用反推即可得各个元件对各负荷点的故障敏感度。以此亦可以推出其他的可靠性指标，从而找出系统中的薄弱环节。

（12）向量法：向量法是一种综合算法。此方法先将含有元件串并联的馈线段等效为单一的馈线段；再利用最小路法对馈线段进行分级，与电源相连的为一级，与一级馈线相连的为二级，以此类推，有相同一级馈线的为同类负荷点；对同类负荷点中的任一负荷点，由最小路确定行向量表。因为一个行向量对应一个负荷点，因此可方便求出负荷点的可靠性指标。

（13）故障扩散法：该算法对复杂的中压配电系统（带子馈线)有较强的处理能力，首先把故障的节点分为4类，利用前向搜索算法确定断路器动作影响范围，通过元件的故障逐步向四周扩散，直至线路末端或遇到隔离开关为止，确定故障隔离的范围，并通过故障后各分块子系统中有无电源、有无切换开关的判断，能较容易地确定节点故障的类型。根据节点的故障类型，便可形成节点、馈线以及系统的可靠性指标。

二：模拟法：用蒙特卡洛法可以模拟运行的实际问题，它用抽样的方法而不是故障枚举法进行状态选择，用统计的方法而不是解析法得到可靠性指标。配网中的每个元件都有工作和故障两种状态，有一定的状态概率分布。系统的状态是从元件概率分布函数中抽样确定，然后对产生状态进行状态估计，一个模拟序列表示一个实际样本，系统的可靠性指标是在累积了足够数目的样本后，对每次状态估计的结果进行统计而得到的。

递归算法：

递归算法首先将配电网存储为树型数据结构形式，然后通过对树的递归遍历将配电网的子馈线进行合理的可靠性等效，简化为一个形式简单的网络，在遍历过程中递归调用可靠性计算公式，最终得到整个配电网的负荷点可靠性指标和系统可靠性指标。

程序的流程为：

开始一建立配电网的树型存储结构一后序递归遍历整棵树(向上等效过程)一前序递归遍历整棵树(向下等效过程)一计算系统可靠性指标一结束。