考虑容量及电压约束的配电网可靠性评估前推故障扩散法研究

摘要

随着配电系统故障对用户及社会造成的影响不断增大,配电系统的可靠性也越来越受到人们的关注和重视。因此,研究一种计算量不大、结果比较符合实际情况的配电网可靠性评估算法显得十分必要。全面查阅国内外可靠性评估方法的研究资料,指出了中压配电网可靠性评估的特点,并定义了复杂配电网的概念,介绍了配电网可靠性评估方法的研究现状,主要在网络连通性分析方面对解析法中的几种常用方法进行了分析比较,并提出了这些方法的适用范围。
　　本文针对现有方法一般存在网络拓扑搜索次数大和潮流计算量大的问题,提出了一种考虑容量及电压约束的配电网可靠性评估前推故障扩散法。首先,为了方便快速地进行网络拓扑搜索,采用了一种有效的节点编号法对网络节点进行优化编号。其次,按照节点新编号由大到小的顺序,采用父向搜索的方式进行网络元件遍历:当搜索到某节点时,主要根据其父支路上的开关设置情况判断其下游各节点是否可并入其父支路元件和父节点的停电范围和隔离范围。然后,将各节点按其停电时间受停运元件的不同影响(分别为不受影响、感受到定位隔离时间加相应上游开关切换时间、定位隔离时间加相应联络开关切换时间和元件停电持续时间)分为四类。另外,提出了考虑设备载流量、节点电压约束和日负荷曲线影响的快速搜索和计算方法:从各分支线末端仅需进行一次父向搜索即可计算并记录与各主干线节点直接相连各分支线的最大电压降;利用父向搜索可方便快速的从联络线两端识别并估算主干线功率和节点电压的变化,并根据事先记录下的节点分支线最大电压降自动考虑各分支线节点的电压约束;日负荷曲线对潮流的影响可基于最大负荷潮流和全局系数近似估算各时段潮流。最后利用节点分类结果、考虑容量及电压约束时可转供负荷的比例近似加权计算各节点的年停电时间。提出的算法在寻找各元件的停电、隔离和转供范围时一般仅需几次网络元件遍历,且遍历次数与网络规模弱相关,可显著减小大规模配电网可靠性评估所需要的网络遍历次数和考虑设备载流量、节点电压约束和日负荷曲线影响时的搜索时间和计算量。使用本文提出的算法分别在忽略和考虑容量及电压约束两种情况下对两个典型配电网络进行了可靠性评估,并将计算结果与其他文献进行了分析比较。结果表明,提出的算法在满足工程精度要求的条件下可减小了大规模复杂配电系统可靠性评估的计算量。