一种评估电网供电可靠性的模型分析

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1、一种评估电网供电可靠性的模型分析：电X应具有一定的运行可靠性和灵活性，便于操作和运行维护。电X可靠性是电力用户对电力企业要求比较高的指标之一。本文以传统方法为基础依托，对电X供电可靠性评估准则进行扩展，重点研究了母线故障、重要变电所故障和同塔双回线路共模故障对电X供电可靠性的影响。建立了定量分析计算的模型以支撑扩展供电可靠性评估准则，同时介绍了该模型的分析求解。　　关键词：电X规划；供电可靠性；模型分析　　电X规划建设是城市现代化建设的重要基础之一，主要目标是扩大电X的供电能力，满足电力需求增长的要求，维持现有电

2、X的稳定运行并尽可能按经济运行规律优化组合，提高电X可靠性水平，建立最佳电X结构。在制定电X规划方案时，需要对规划方案进行供电可靠性评估，从而定量得到电X供电可靠性指标。可靠性评估有利于找出电X存在的薄弱点，为科学修订规划方案提供决策依据。本文根据评估电X供电可靠性的“N-1”安全准则，着重研究了母线故障、重要变电所故障和同塔双回线路共模故障的可靠性模型。　　1电X供电可靠性“N-1”安全准则的扩展　　各电气设备的不同状态组成了不同的电X状态。一般来说，电气设备的状态存在两种及以上，而组成电力系统的设备非常之多，

3、因此整个电X状态的各种组合可谓非常之巨大。在评估电X规划方案的可靠性时，如果对电X状态的各种组合都加以考虑是不现实的，而且也没有必要。　　在电X规划方案的制定过程中，对方案的供电可靠性评估一般所采取的准则是传统的“N-1”安全准则，即当电X中一台设备停运时，不能影响对用户的连续供电，不应出现设备负荷过载现象，但此准则存在的缺点是没有考虑电X投运后在实际运行中随机性发生的各类故障，缺少一种概率评估手段。因此，基于传统“N-1”准则的可靠性评估，其结果是不充分的。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，广大电力客户对

4、电X供电可靠性的要求越来越高。通过对历史上几次著名的大停电事故的分析，有理由认为传统的“N-1”安全准则在对电X规划方案可靠性评估校验上已不能满足要求。实际上，分析一条线路或者一台变压器停运后的充裕性已不能满足现代电X的供电可靠性评估需求，应该将充裕性分析扩展到检修方式下的“N-1”甚至“N-k”时的充裕性分析，扩展到包括失去一台主变压器、一台发电机、一段母线，甚至一个重要变电所。　　本文以传统的“N-1”安全准则为基础，采取下列六大可靠性评估准则扩展电X停运状态评估。　　（1）当一条母线发生故障而停运时，电力系

5、统未发生停电状况。　　（2）当一条线路因故障而停运时，电力系统未发生停电状况。　　（3）当两条线路(包括单独停运、共模停运、其他停运)或者两台主变压器因故障而停运时，电力系统未发生停电状况。　　（4）当一条线路或一台主变压器处于计划检修状态时，同时发生另外一条线路或一台变压器故障停运，电力系统未发生停电状况。　　（5）当一座重要变电所发生故障而停运时，电力系统未发生停电状况。　　（6）当一台发电机发生故障而停运时，电力系统未发生停电状况。　　2电X设备的故障后果分析　　通过分析故障后果，得出的结论是，断路器与隔离

6、开关的故障停运与其所作用的设备故障停运之间的逻辑关系应该是“或”。因此，在变压器或线路支路进行可靠性建模时，对于支路上的隔离开关、断路器故障后果无需单独处理，而是将它们的故障率和修复率等效于对应的变压器、母线或线路上，等效方法遵循如下。　　举个例子，在一个由变压器或线路、断路器（2组）、隔离开关（4组）所组成的典型支路中(见图1)：　　　　图1变压器或线路支路示意图　　分析故障后果，变压器或线路支路的等效故障率λLT为　　（1）　　母线的等效故障率λB为　　（2）　　式（1）、式（2）中：n表示与母线相连的开关数

7、；λLT表示变压器或线路的故障率；λQS1表示隔离开关的误动率；λQS2表示隔离开关的短路率；λQF1表示断路器的误动率；λQF2表示断路器的短路率；λB1表示母线的故障率。　　3电X供电可靠性建模分析　　3.1电X可靠性评价指标介绍　　为了全面评价电X供电可靠性，目前主要是衡量诸如停电次数、停电时间、供电可靠率等多个方面。通常所采用可靠性评价指标有：平均供电可靠率(ASAI)、供电不足概率(LOLP)、供电不足期望值(LOLE)、供电不足频率(LOLF)、供电不足持续时间(LOLD)、X供电量不足期望值(EEN

8、S)。　　3.2供电线路的可靠性模型　　因为供电线路的故障停运事件既有可能是相关的，也有可能是独立的，所以在应用马尔柯夫过程建模时需要考虑加以区分。　　（1）对于单回线路，应采用图2所示的单回线路故障停运模型。　　　　图2单回线路的故障停运模型　　计算单回线路的正常运行概率PN1的式子是：　　（3）　　计算单回线路的故障概率PF1的式子是：　　（4）　　计算单回线路的计划