天台地区配电网供电可靠性分析

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1、华北电力大学硕士学位论文1．1背景和意义第1章绪论所谓电力系统可靠性，就是在电力系统规划、设计或运行中，为使发电和输配电系统达到所要求的可靠度必须满足的指标、条件或规定。它是电力系统进行可靠性评估所依据的行为原则和标准。电力系统可靠性准则的应用范围为发电系统、输电系统、发输电合成系统和配电系统的规划、设计、运行和维修工作⋯。电力系统可靠性准则考虑的因素一般有：①电力系统发、输、变、配电设备容量的大小：②承担突然失去设备元件的能力和预想系统故障的能力；⑧对系统的控制、运行及维护：④系统各元件的可靠运行：⑤用户对供电质量和连续性的要求；⑥能源的充足程度，

2、包括燃料的供应和水库的调度；⑦天气对系统、设备和用户电能需求的影响等。其中①、②、⑥等因素可由规划、设计来控制，其余各因素则反映在生产运行过程之中。电力系统可靠性研究正是因此而从电力系统规划、设计和运行等实践活动中提出的一项具有巨大经济价值和重大社会意义的前沿性课题乜3。经过60多年的不断努力，电力系统可靠性研究取得了重大发展。目前在一些发达国家，发电系统和配电系统可靠性研究无论在数据统计或系统指标计算等方面都有了较为成熟的方法，可靠性评估正逐步成为电力系统规划决策中的常规性工作¨。。1．2研究动态由于现代社会对电力系统供电可靠性和停电后迅速恢复供电

3、提出了很高的要求，因此，各国对电力系统都制定了各种可靠性准则。根据国际大电网会议的调查报告，目前已有20多个国家在发电、输电和配电等方面制定了有关规划、设计或运行的可靠性准则。其中比较著名的有北美电力可靠性协会及所属9个地区协会建立的电力系统规划设计可靠性准则；英国电力委员会建立的《供电安全导则》n1；英国中央发电局建立的《发电一接入系统计划安全标准》及《超高压输电网计划安全标准》；美国邦维尔电力局(BPA)建立的可靠性准则；北美电力系统互联委员会(NAPSIC)建立的运行可靠性最低准则瞄1；美国东北区联网协调委员会(NPCC)1967年9月建立的互

4、联电力系统设计和运行基本原则，1969年4月建立的继电保护及有关装置的最少维修导则，1970年8月建立的大电力系统保护原则，1979年1月建立的大电力系统重合导则：前苏联电力和电气化部建立和批准的电力系统稳定导则等∞1。我国在1981年颁发的《电力系统安全稳定导则》和1984年颁发的《电力系统技术导则》中也制定了相应的准则。由于各种原因，电网故障是难以避免的，当电网发生故障后，目前的继电保护装置一般无法精确l华北电力大学硕士学位论义地隔离故障设备，因此其动作的结果往往造成一条或数条馈线上的负荷全部失电。为了提高供电可靠性，减少停电损失，有必要通过网络

5、重构将非故障停电区域的负荷恢复供电，即故障恢复口3。故障恢复的首要目标是通过网络重构尽可能多地将停电区域的负荷转供到正常的馈线上，同时满足操作条件和电气约束。在实际情况下，要求能快速地恢复供电，另外，考虑到开关操作寿命和有限的人力资源，要求开关的操作次数越少越好。从理论上看，故障恢复问题综合了连续变量(系统运行时的潮流分布)和离散变量(开关设备的开合)等物理约束，又兼有系统运行的实际约束(比如开关的寿命，远动的可靠性等)，还要考虑到系统中开关设备数的巨大所形成的多维数量，以及安全性经济性等相互矛盾的组合目标。由此可见，配电网故障恢复是一个多目标、多时

6、段、多组合、多约束的非线性最优化问题，单纯从数学优化问题的角度来求解十分困难，并且得到满足要求的可行解的时间也很长旧1。在实际运行中，调度员往往根据经验和一些启发式的规则来寻找可行方案，对简单结构的配电网一般可以快速有效地实现恢复供电，但是对于复杂结构的配电网则很困难。目前国内外对故障恢复的研究主要有固定逻辑法、数学优化方法、启发式搜索法，以及基于人工智能的计算方法等。固定逻辑法针对特定网络中所有元件故障后的供电恢复操作进行逻辑编程，这种方法对于解决常丌联络开关较少的配电网络的供电恢复问题十分简单有效且实用，但是一旦网络结构发生变化则必须对程序进行很

7、大的修改。启发式搜索法是研究较多的一种故障恢复算法，主要是用一套启发式规则迅速地排除那些显然不合理或者显然不是最优解的丌关组合，筛选出数量相对少的，最有可能是最优解的开关组合，然后从中选出一个相对最优解∞1。加拿大的R．J．Sarfi等人将分裂理论应用到大规模配电系统网络重构中，即把一个大规模的配电系统分成几个子系统，分别对各子系统应用各种的网络重构方法计算，并考虑整个系统的协调，这样就克NT直接对大规模系统进行网络重构时问长的问题n0

8、。也有学者将图论用于配电网重构中，利用寻找最小生成树的方法来确定配电网最优结构。中国台湾的吴兆祥(WuJawShy

9、--ang)等人将Petri网应用到配电网故障恢复中，通过并行推理，能有效地同时处理复杂故障问题⋯。。本文结