一種基于狀態(tài)概率分布的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，尤其涉及一種基于狀態(tài)概率分布的 配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，屬于電力系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電系統(tǒng)可靠性分析就是利用配電系統(tǒng)拓撲信息和配電元件的可靠性參數(shù)，如元 件故障率、平均故障修復(fù)時間、開關(guān)動作時間等，采用解析法或模擬法評估配電系統(tǒng)的各項 整體運行可靠性指標。通過配電系統(tǒng)可靠性分析，配電系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計人員可以對不同的 改進措施所帶來的綜合效益進行定量計算，以保證用有限的資金最大可能地增強配電系統(tǒng) 供電能力。
[0003] 電網(wǎng)可靠性效益可定義為因電網(wǎng)達到一定供電可靠性水平而使系統(tǒng)獲得的追加 收益。合理的可靠性水平總是與經(jīng)濟性相聯(lián)系的，即可靠性應(yīng)當與經(jīng)濟性協(xié)調(diào)一致。但這 一工作卻十分復(fù)雜，因為一般而言因可靠性提升帶來的具體經(jīng)濟效益、社會效益難于量化， 由此當前的研宄方法通常是從故障損失的角度進行處理，在此基礎(chǔ)上將為提高系統(tǒng)可靠性 所需增加的投入成本也考慮進來。而系統(tǒng)的故障損失要受用戶性質(zhì)、停電時間、負荷大小等 諸多因素影響，同時對于提升供電可靠性也存在諸多可選方案。因此，為便于衡量和計算， 可靠性效益常用斷電成本，亦即由于電力供給不足或中斷而引起用戶缺電、停電所造成的 經(jīng)濟損失來表示。
[0004] 對于配電網(wǎng)的運行可靠性分析，傳統(tǒng)方法以單元設(shè)備故障率A及每次故障平均 持續(xù)時間r作為已知的確定性參數(shù)，在此基礎(chǔ)上通過網(wǎng)絡(luò)等值方法將系統(tǒng)節(jié)點的可靠性指 標轉(zhuǎn)化為相關(guān)設(shè)備可靠性參數(shù)的累計或平均等。由此不難看出，常規(guī)意義上的單元設(shè)備參 數(shù)如故障率X及每次故障平均停運時間r等實際為在一定統(tǒng)計基礎(chǔ)上設(shè)備故障頻率及故 障持續(xù)時間的期望。因此，常規(guī)確定性的可靠性分析實際得到的是一種期望性指標，而區(qū)間 方法所得結(jié)果也只是給出一個圍繞期望值范圍上的參考。
[0005] 傳統(tǒng)的可靠性效益計算也是基于單位停運電量停電成本（IEAR)進行的，即建立 在認為在不同停電時長下用戶折算單位失電損失相同這樣一個假設(shè)條件上。同時，傳統(tǒng)配 電網(wǎng)運行管理在很大程度上也基于運維人員的經(jīng)驗與主觀判斷，事故條件下的故障定位與 故障應(yīng)對處理具有較多不確定性，并且能用到可靠性效益參數(shù)通常只有期望故障頻率與每 次故障的平均失電時間，結(jié)果誤差也較大。實際情況中，不同的故障停電時長對用戶的影響 程度也不同的，即不同停電時長下用戶折算的單位失電損失是不同的，因而傳統(tǒng)可靠性效 益分析計算中難以避免會存在較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于狀態(tài)概率分 布的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：
[0008] 一種基于狀態(tài)概率分布的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，包括以下步驟：
[0009] (1)根據(jù)可修復(fù)設(shè)備的狀態(tài)變化，以及系統(tǒng)中可修復(fù)設(shè)備邏輯結(jié)構(gòu)，得到系統(tǒng)的狀 態(tài)概率分析P，以及系統(tǒng)停電時間分布S(t，At);
[0010] (2)根據(jù)停電對用戶的影響選取調(diào)查樣本數(shù)據(jù)，得到各類用戶的綜合單位容量失 電損失函數(shù)h(t)，并根據(jù)綜合單位容量失電損失函數(shù)h(t)求得所述配電網(wǎng)的用戶總?cè)彪?損失H;
[0011] (3)根據(jù)所述配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本，得到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本折算等年值M;
[0012] (4)根據(jù)各類用戶的結(jié)合單位容量失電損失函數(shù)h(t)，求得系統(tǒng)少供電量損失 Q；
[0013] (5)可靠性效益包括用戶失電損失、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本與系統(tǒng)少供電量損失，計算 公式為：
[0014] C，=_(aH+M+Q)，
[0015] 其中，t為停電持續(xù)時長，C'為可靠性效益，a為用戶失電損失分攤系數(shù)，H用戶 總?cè)彪姄p失，M為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本折算等年值，Q為系統(tǒng)少供電量損失。
[0016] 其中較優(yōu)地，所述用戶總?cè)彪姄p失為：
[0017]
【主權(quán)項】
1. 一種基于狀態(tài)概率分布的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 根據(jù)可修復(fù)設(shè)備的狀態(tài)變化，以及系統(tǒng)中可修復(fù)設(shè)備邏輯結(jié)構(gòu)，得到系統(tǒng)的狀態(tài)概 率分析P，以及系統(tǒng)停電時間分布s(t,At); (2) 根據(jù)停電對用戶的影響選取調(diào)查樣本數(shù)據(jù)，得到各類用戶的綜合單位容量失電損 失函數(shù)h(t)，并根據(jù)綜合單位容量失電損失函數(shù)匕(t)求得所述配電網(wǎng)的用戶總?cè)彪姄p失 H； (3) 根據(jù)所述配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本，得到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本折算等年值M; (4) 根據(jù)各類用戶的結(jié)合單位容量失電損失函數(shù)h(t)，求得系統(tǒng)少供電量損失Q; (5) 可靠性效益包括用戶失電損失、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本與系統(tǒng)少供電量損失，計算公式 為： C，=-(aH+M+Q)， 其中，t為停電持續(xù)時長，C'為可靠性效益，a為用戶失電損失分攤系數(shù)，H用戶總?cè)?電損失，M為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本折算等年值，Q為系統(tǒng)少供電量損失。
2. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，其特征在于， 所述用戶總?cè)彪姄p失為：
其中，節(jié)點i用戶每次故障失電損失的計算公式為：
其中，h(t)為每類用戶的綜合單位容量失電損失函數(shù)，t為停電持續(xù)時長、1為用戶所 屬分類，I為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點集，I為節(jié)點i年故障率，N為配電網(wǎng)所有設(shè)備集，Ci為相對節(jié)點i的 邏輯串聯(lián)設(shè)備集，Si為相對節(jié)點i的邏輯分段設(shè)備集，T為選取的研宄時間周期，G,為節(jié)點 i上掛接的用戶集，、為相對節(jié)點i的邏輯分段設(shè)備集中第j設(shè)備相對節(jié)點i的分段操作 時間。
3. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，其特征在于， 所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本折算等年值M的計算公式為：
其中r為利率、n為設(shè)備使用壽命。
4. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法，其特征在于， 系統(tǒng)少供電量損失Q的計算公式為
其中，0為電價，I為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點集，I為節(jié)點i年故障率，wi為節(jié)點i平均有功負荷，t 為停電持續(xù)時長，Ai為設(shè)備i故障率，N為配電網(wǎng)所有設(shè)備集，Ci為相對節(jié)點i的邏輯串聯(lián) 設(shè)備集，Si為相對節(jié)點i的邏輯分段設(shè)備集，T為選取的研宄時間周期。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于狀態(tài)概率分布的配電網(wǎng)可靠性效益評價方法。該可靠性效益包括用戶失電損失、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本與系統(tǒng)少供電量損失，計算公式為：C′＝-(αH+M+Q)，其中，α為用戶失電損失分攤系數(shù)，H用戶總?cè)彪姄p失，M為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入成本折算等年值，Q為系統(tǒng)少供電量損失。本發(fā)明通過節(jié)點的每次故障失電時間概率分布，能得到更準確的用戶停電損失費用,由此得到在一種配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備運行條件下的節(jié)點年故障次數(shù)分布與每次故障的節(jié)點失電時間分布，在此基礎(chǔ)上再把節(jié)點用戶的失電損失情況結(jié)合進來，就可以建立網(wǎng)絡(luò)運行可靠性與經(jīng)濟性之間的聯(lián)系，從而得到更合理、更準確的配電網(wǎng)可靠性效益評價結(jié)果。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號】CN104574205
【申請?zhí)枴緾N201410783759
【發(fā)明人】劉偉, 崔立忠, 關(guān)勝亮, 劉一君
【申請人】北京科東電力控制系統(tǒng)有限責任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月16日