城市中压配电网评估方法与实例研究

城市中压配电网评估方法与实例研究

郑丽娟

国网晋中市供电公司， 山西 晋中 030600

摘要：配电网是一个综合性的系统，文章第一步对中压配电网可靠性进行了相关论述，重点放在了可靠性的评估标准以及这些标准的特性上，针对现有的配电网可靠性评估方法展开论述，运用对比分析的手法解析了现有中压配电网可靠性评估的方法，其中最有代表性的就是网络等值法和分块算法，深入解析了配电网自愈控制的必要性，及其对配电网可靠性影响，文末对今后配电网的走向进行了展望。

关键词：配电网；可靠性评估；网络等值法；分块算法

1配电网可靠性评估的指标和各个指标的特点

所谓的配电网可靠性，详细来说就是两点，一是其自身的可靠性，二是其向用户供电能力的可靠性。配电系统可靠性的评估标准一般是：平均故障率、故障状态下的断电时间、年平均持续断电时长。配电网技术在近年来得到了极大的提升，通常配电网都是具有很大规模的，内部结构极为复杂，有兼具开环和闭环的环网，有联络断路器等。在线路的布置上也不一而足，同时还需要借助开关进行分割。不过，对于配电网可靠性指标而言，高阶失效事件一般也不会带来多大的影响，它的辐射式乃至弱环网的特性，使得配电原件出现损坏的概率大大减小，同时断电的时间也变得极低。

2常用的配电网可靠性评估研究方法

2.1网络等值法

2.1.1网络等值法的实现

配电网中一般都有着很多的馈线，其又可以再分为主馈线和分支馈线。后者的分支还可以继续延伸，分支馈线内有各种原件和相关联的负荷支路，借助配电网的这个特点，就很容易对配电网进行层次划分了。馈线及其含有的部件可以构成一个级，然后它的分支就可以划分在下一级了，不过需要强调的是分支馈线需要列在同一层。所谓的区域网络，就是将馈线作为基础的各个区域的集成，在这里面的原件及负荷点具有相似的性能指标，比如同样的断电时间和可靠性指标，如此一来，在进行可靠性评估时，网络节点数和负荷点数就可以大大的降低了，进而也能够保证评估时的计算量。

2.1.2网络等值法的缺点

再繁杂的配电网都能够借助馈线分层来简化，但是这个过程的工作量是极大的，对于各个子系统需要不断地进行等效，节点需要不断地合并分解，在结果上就是将呈现一个连续的系统，同时还有负荷的可靠性，但是并不是单个的负荷可靠性指标，要得到这个结果还需要进一步的计算，这又是一个庞大的计算量。

2.2分块计算

2.2.1分块计算的实现

把系统列为很多块，其间含有多个元素，故障节点能够在块的基础上进行检索，运用的手段为故障扩散法，由此就能够得出负荷点，乃至于馈线和系统的可靠性指标也就有了。块是在邻接矩阵的基础上产生的，在存储方式上使用的是稀疏技术，如此一来就不用对元素逐一列举了，在时间上就有了很大的余量，进而也就减少了对系统的评估时间。分块算法自身的劣势也很大，当面对节点和开关数目较多的网络时，分块需要的时间是很长的，这在实际环境下并不具有可行性。

2.2.2分块计算的缺点

运用稀疏技术的好处就是节省了大量对元素的列举时间，但是在节点和开关数目较多时，时间也会比较长，这样一来优势就会丧失。

2.3失负荷分析

2.3.1失负荷分析的实现

失负荷一般有两种情况，一种是全部失负荷，还有一种就是部分失负荷。如果故障点位于供电的最小割集中，负荷供电就会彻底瘫痪，转换为全部失负荷。但是当其出现在有容量约束的电力原件时，其他原件负载就会变大，进而变成部分负荷被割离，就是部分失负荷。实际情况下，配电网中多含有环状网和有容量约束的原件，因此在进行可靠性评估时，必须要注意部分失负荷对其的影响。在辐射型配电网中，如果具有能够进行负荷转移的联络开关，那么容量约束的作用就要重点关注了。笔者建议运用树状网二次潮流估计法来进行失负荷解析，其优势在于能够极大的简化计算。

2.3.2失负荷分析的缺点

使用此种方法来解析失负荷时，尽管可以在一定程度上简化计算，但是其花费在对故障潮流计算上的时间就已经很多了。

3未来研究方向展望

至于为何要进行配电网评估方法的研究，为的就是找到一种合适的方法去加强配电网的可靠性，就目前来看，发展智能配电网自愈控制技术极有必要，其不但能够提升配电网的可靠性和安全性，同时还能够避免大规模停电事件的出现，处理大量DG接入的难题。配电网可靠性提升的关键就在智能配电网自愈控制技术，在配电网出现问题时，能够缩短非故障段的断电时长，但是也有一些因素限制了配电网自愈控制功能的达成，比如智能剖析和决策能力等，在今后的时间里应该投入更多的精力，实现相关技术的突破。

在当前这个时期，不管是何种针对网络连通性的分析手段，都必须要对单个负荷点或失效事件展开一次全面的网络拓扑搜索，在特性上表现为规模巨大，同时花费时间也极长，这样一来其在实用性上也有一定的阻碍。有鉴于此，在以后的发展历程中，必须要加大研究的力度；从其他配电网可靠性评估方面展开剖析，当前的探究依旧处在前期阶段，各个方面都需要花费时间进行完善。除此之外，当前行业内的兼顾元件容量约束和节点电压约束的失负荷方法，几乎都要对各个失效事件展开针对性的计算，同时还需要在精度等级上进行加强。另外，还有部分基于发电容量充裕度概率模型的含分布式电源和微网的可靠性评估方法，这些方法尽管不需要对各类微网模式开展计算，但是不足之处在于，并没有对电压约束和电荷转移问题进行介绍。故而，要是关注点在电压约束以及容量的可靠性时，就需要对这种方法进行进一步的改良了，这样做的意义依旧是降低时间，即花费在计算不同失效事件的时间。

4结语

综上所述，配电系统可靠性的评估标准一般有平均故障率、故障状态下的断电时间、年平均持续断电时长。只有对各个指标进行严格的把控，现有的配电网可靠性评估方法就能够变得更加完善。网络等值法的作用就是借助馈线分层思路对配电网进行简化，不过简化过程的计算量也是极大的；分块计算的核心就是借助稀疏技术来完成存储，不过在面对繁杂的网络分块时，花费的时间也是很长的；失负荷分析采用树状网二次潮流估计，这种方式可以极大的简化计算，但是在分别对相关故障的潮流计算时，依旧需要花费很多时间。由上文对各种方法的对比分析，我们知道每种方法都有其特定的使用环境。至于怎么提升配电网的可靠性，智能配电网自愈控制技术将是今后研究的关键。

参考文献

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[2]吴奕姣,张焰,华月申.中压配电网闭环运行的可靠性评估方法研究[J].水电能源科学,2017(3):199-203.

[3]张迪,程龙.城市中压配电网典型接线方式的可靠性经济分析[J].商品与质量,2019(38).