引言
配電系統(tǒng)可靠性研究,對于提高系統(tǒng)供電性能、響應用戶用電需求具有重要意義,因此,可靠性評估已成為配電系統(tǒng)規(guī)劃決策中的一項常規(guī)性工作。隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,輻射型配電網(wǎng)逐漸形成聯(lián)絡,供電可靠性逐步提高,配電網(wǎng)結構越來越復雜,相應的配電網(wǎng)可靠性計算步驟變得更加煩瑣。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)可靠性計算方法一般只考慮輻射型網(wǎng)架結構,忽略了N-1校驗情況對配電網(wǎng)可靠性的影響。
本文在傳統(tǒng)的簡單的輻射型配電網(wǎng)供電可靠性評估方法基礎上,完備地考慮了聯(lián)絡開關、分段開關、支線、備用變壓器以及N-1校驗情況,提出了改進后的網(wǎng)絡等值法模型。該模型先將復雜配電系統(tǒng)分層處理,再逐步等值為簡單的輻射型配電網(wǎng),以計算系統(tǒng)的可靠性。
同時,本文對某省會城市多聯(lián)絡結構的配電網(wǎng)進行了算例分析,結果表明,本文模型簡化了配電系統(tǒng)可靠性計算的復雜程度,提高了可靠性計算的精度與速度,更加真實地反映了實際配電系統(tǒng)的可靠程度。
1配電系統(tǒng)可靠性評估指標
配電系統(tǒng)的可靠性指標,以數(shù)字的形式,可視化反映電力系統(tǒng)的供電可靠性,反映了電力客戶對電能質量的滿意程度。
本文采用的配電網(wǎng)可靠性指標主要包含兩大類:負荷點的可靠性指標和系統(tǒng)可靠性指標?？煽啃灾笜梭w系如圖1所示。
2計及N-1校驗的網(wǎng)絡等值法計算方法
2.1網(wǎng)絡等值法原理
為了降低故障枚舉的復雜度,網(wǎng)絡等值法模型引入"等效"的概念,以一個等效元件來代替具有某種共同屬性的多個元件。如圖2所示,該配電網(wǎng)絡中有四條較為復雜的分支饋線,經(jīng)過兩次等值變換后,轉變成圖3和圖4所示結構。
2.2等值過程及參數(shù)計算
若一負荷點k發(fā)生故障,由電源至該負荷點k的最小路徑上包括W1個隔離開關和W2個聯(lián)絡開關、x條支路、y個負荷點,根據(jù)各個元件的可靠性參數(shù)可計算出該負荷點的等效故障率入e[k]、等效年停運時間Ue[k]、等效負荷量se[k]。計算公式如下:
分析故障負荷點k對整個配電網(wǎng)故障影響情況前,要確定負荷點k的供電路徑。一般情況下,聯(lián)絡開關處于常開狀態(tài),發(fā)生故障時,聯(lián)絡開關閉合,配電網(wǎng)重構,完成負荷轉移。因此發(fā)生故障前,從電源點到負荷點k的供電路徑是唯一的。若kl位于k＋的供電路徑上,則稱kl為k＋的父區(qū)域,k＋為kl的子區(qū)域。確定負荷點k的供電路徑,可以利用最小路方法,由故障負荷點開始,逐個元件向上搜索,直到電源為止。
2.3計及N-1校驗的等效參數(shù)計算
同樣根據(jù)最小路思想,將最小故障區(qū)Zj劃分為父子區(qū)域。當某個故障區(qū)Zi的尾根節(jié)點為聯(lián)絡開關,聯(lián)絡開關發(fā)生故障時,Zi的父區(qū)域同時發(fā)生故障,不論是否有聯(lián)絡線,Zi及其父區(qū)域中的負荷均無法完成轉移,不滿足N-l校驗。但除聯(lián)絡開關外,Zj中其他元件故障,Zi及其父區(qū)域中的負荷在有聯(lián)絡的情況下可考慮負荷轉移,在等效過程中,要考慮聯(lián)絡線的轉帶能力和負荷轉移路徑,以確定能夠完成配電網(wǎng)重構的負荷。Zi故障后根據(jù)負荷轉移路徑分析,確定負荷點的類型:
若Zi在負荷轉移路徑上,則:
若Zj不在負荷轉移路徑上,則:
按照以上公式可計算出各區(qū)域間的故障影響情況,從而得到Zi的等效電源點的等效參數(shù),計算公式如下:
3算例分析
本文以某城市部分l0kV配電系統(tǒng)為例,應用所提方法對其進行可靠性評估。其中線路1和線路Ⅱ由35kV變電站出線,線路Ⅲ由ll0kV變電站出線。線路Ⅱ和線路Ⅲ聯(lián)絡,且滿足N-l校驗。發(fā)生故障時,S6和S9之間可進行轉負荷操作。該系統(tǒng)共有負荷點75個,用戶6347戶,平均負荷l9.676MW,配電網(wǎng)結構如圖5所示。
利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡等值法和本文模型計算該系統(tǒng)可靠性指標,得到如表1、表2所示結果。
4結語
計及N-l校驗的網(wǎng)絡等值法可靠性評估模型完備地考慮了聯(lián)絡開關、備用電源、負荷轉移對配電網(wǎng)可靠性指標的影響。算例計算結果表明,對于單輻射的復雜配電網(wǎng),本文的模型和傳統(tǒng)模型指標計算結果相同,但本文模型計算速度更快。對于發(fā)生負荷轉移的配電網(wǎng),本文模型計算結果更加精確,能夠真實地反映配電網(wǎng)的可靠性現(xiàn)狀,對指導配電網(wǎng)規(guī)劃具有重要意義。
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