配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估

1、第五章配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估 Distribution System Reliability Evaluation5.1 概概 述述5.2 配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算5.3 放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)5.4 配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析5.5 考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.7 20012001年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)5.8 電壓驟降的可靠性評(píng)估電

2、壓驟降的可靠性評(píng)估5.1 概概 述述 指供電點(diǎn)到用戶，包括配電變電所、高低壓配電線路指供電點(diǎn)到用戶，包括配電變電所、高低壓配電線路及接戶線在內(nèi)的整個(gè)配電系統(tǒng)及設(shè)備按可接受標(biāo)準(zhǔn)和期望及接戶線在內(nèi)的整個(gè)配電系統(tǒng)及設(shè)備按可接受標(biāo)準(zhǔn)和期望數(shù)量滿足用戶電力和電能量需求之能力的度量。數(shù)量滿足用戶電力和電能量需求之能力的度量。 配電系統(tǒng)可靠性主要評(píng)估充裕度。配電系統(tǒng)可靠性主要評(píng)估充裕度。評(píng)估原理評(píng)估原理1. 故障模式影響分析法故障模式影響分析法(failure mode and effect analysis，F(xiàn)MEA)根據(jù)選定的可靠性準(zhǔn)則，將配電系統(tǒng)劃分為完好和故障兩類狀態(tài)，根據(jù)選定的可靠性準(zhǔn)則，將配電系

3、統(tǒng)劃分為完好和故障兩類狀態(tài)，然后根據(jù)故障狀態(tài)計(jì)算出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)的分析方法。然后根據(jù)故障狀態(tài)計(jì)算出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)的分析方法。故障準(zhǔn)則故障準(zhǔn)則：供電連續(xù)性遭破壞：供電連續(xù)性遭破壞(停電停電)為故障狀態(tài)。為故障狀態(tài)。具體做法具體做法：建立故障模式影響分析表，查清每個(gè)基本故障事件及：建立故障模式影響分析表，查清每個(gè)基本故障事件及其影響，然后加以綜合分析，計(jì)算出可靠性指標(biāo)。適用于放射狀網(wǎng)其影響，然后加以綜合分析，計(jì)算出可靠性指標(biāo)。適用于放射狀網(wǎng)絡(luò)，可擴(kuò)展并用于有轉(zhuǎn)移設(shè)備的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的全面分析。絡(luò)，可擴(kuò)展并用于有轉(zhuǎn)移設(shè)備的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的全面分析。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：各饋電線均有負(fù)荷點(diǎn)；饋點(diǎn)通過正常斷

4、開點(diǎn)彼此：各饋電線均有負(fù)荷點(diǎn)；饋點(diǎn)通過正常斷開點(diǎn)彼此相連或與其他電源相連；負(fù)荷可以轉(zhuǎn)移；故障將會(huì)引起局部或全部相連或與其他電源相連；負(fù)荷可以轉(zhuǎn)移；故障將會(huì)引起局部或全部斷電。斷電。5.1 概概 述述評(píng)估原理評(píng)估原理2. 可靠度預(yù)測(cè)分析法可靠度預(yù)測(cè)分析法以裕度為基礎(chǔ)。引入聯(lián)絡(luò)率以裕度為基礎(chǔ)。引入聯(lián)絡(luò)率和有效運(yùn)行率和有效運(yùn)行率的概的概念。念。表示饋電各區(qū)段聯(lián)絡(luò)程度的指標(biāo)，描述了故障表示饋電各區(qū)段聯(lián)絡(luò)程度的指標(biāo)，描述了故障時(shí)線路的倒送能力；時(shí)線路的倒送能力；1表示該饋電線可以切換。表示該饋電線可以切換。表示負(fù)荷有效切換的指標(biāo)，是饋線發(fā)生故障時(shí)表示負(fù)荷有效切換的指標(biāo)，是饋線發(fā)生故障時(shí)所有各區(qū)段是否都可

5、切換的判據(jù)；所有各區(qū)段是否都可切換的判據(jù)；100為臨界為臨界值，值，100表示有裕度。表示有裕度。5.1 概概 述述配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)1. 用戶平均停電頻率指標(biāo)用戶平均停電頻率指標(biāo)：CAIFI，customer average interruption frequency index2. 用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)：CAIDI，customer average interruption duration index3. 系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)：SAIFI，system average interruption frequency ind

6、ex4. 系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)：SAIDI，system average interruption duration index5. 平均供電可用率指標(biāo)平均供電可用率指標(biāo)：ASAI，average service availability index6. 平均供電不可用率指標(biāo)平均供電不可用率指標(biāo)：ASUI，average service unavailability index7. 期望缺供電能量期望缺供電能量：EENS，expected energy not served5.1 概概 述述電力市場(chǎng)條件下對(duì)配電系統(tǒng)可靠性的新要求電力市場(chǎng)條件下對(duì)配電系統(tǒng)可靠性的新要求

7、v發(fā)展電力市場(chǎng)時(shí)，配電系統(tǒng)必須有規(guī)劃和設(shè)計(jì)；發(fā)展電力市場(chǎng)時(shí)，配電系統(tǒng)必須有規(guī)劃和設(shè)計(jì)；v提高需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；提高需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性；v配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估要考慮交易形式不同（配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估要考慮交易形式不同（合同合同交易和現(xiàn)貨交易交易和現(xiàn)貨交易）帶來的不確定因素；）帶來的不確定因素；v可靠性技術(shù)逐漸發(fā)展為實(shí)時(shí)系統(tǒng)；可靠性技術(shù)逐漸發(fā)展為實(shí)時(shí)系統(tǒng)；v要求提出評(píng)估停電損失的理論模型和開發(fā)應(yīng)用軟要求提出評(píng)估停電損失的理論模型和開發(fā)應(yīng)用軟件，用以分析可靠性投資和可靠性效益，確定合件，用以分析可靠性投資和可靠性效益，確定合理的電價(jià)水平。理的電價(jià)水平。5.2 配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)

8、算設(shè)某配電系統(tǒng)從六段母線引出六條主饋電線，共有設(shè)某配電系統(tǒng)從六段母線引出六條主饋電線，共有55000個(gè)用戶。個(gè)用戶。每條饋線供電的用戶數(shù)以及某年的用戶停電數(shù)據(jù)如表每條饋線供電的用戶數(shù)以及某年的用戶停電數(shù)據(jù)如表5.1和和5.2所示。所示。母線母線饋電線供饋電線供電用戶數(shù)電用戶數(shù)A5000B15000C10000D10000E7000F8000總計(jì)總計(jì)55000停電情況停電情況用戶停電次數(shù)用戶停電次數(shù)持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間/h1A 5000 D 1000*1.00.22C 50002.03B 40000.54D 2000*1.75用戶停電總數(shù)用戶停電總數(shù)17000受停電影響用戶數(shù)受停電影響用戶數(shù)1600

9、0*表表5.1 配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)表表5.2 用戶停電數(shù)據(jù)用戶停電數(shù)據(jù)*在停電情況在停電情況1和和4中，有些用戶是通過母線中，有些用戶是通過母線D引出的饋線引出的饋線供電的。因此在停電情況供電的。因此在停電情況4中加上中加上1000個(gè)受停電影響的新個(gè)受停電影響的新用戶，總停電次數(shù)為用戶，總停電次數(shù)為17000次，實(shí)際影響用戶為次，實(shí)際影響用戶為16000個(gè)。個(gè)。5.2 配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算1. 系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)SAIFI：指每個(gè)由系統(tǒng)供電的：指每個(gè)由系統(tǒng)供電的用戶在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)的平均停電次數(shù)。用戶在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)的平均停電次數(shù)。SAI

10、FI17000/550000.31 次次/用戶用戶.a2. 用戶平均停電頻率指標(biāo)用戶平均停電頻率指標(biāo)CAIFI：指每個(gè)受停電影響的：指每個(gè)受停電影響的用戶在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)受的平均停電次數(shù)。用戶在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)受的平均停電次數(shù)。CAIFI17000/160001.06 次次/停電用戶停電用戶.a3. 系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)SAIDI：每個(gè)由系統(tǒng)供電：每個(gè)由系統(tǒng)供電的用戶一年內(nèi)經(jīng)受的平均停電持續(xù)時(shí)間。的用戶一年內(nèi)經(jīng)受的平均停電持續(xù)時(shí)間。Ttl5000601000125000120 4000302000105 1242000 minSAIDI1242000/1600022.58

11、 min/用戶用戶.a5.2 配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計(jì)算4. 用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)CAIDI：一年中被停電：一年中被停電的用戶平均停電持續(xù)時(shí)間。的用戶平均停電持續(xù)時(shí)間。CAIFI1242000/1600077.63min/停電用戶停電用戶.a5. 平均供電可用率指標(biāo)平均供電可用率指標(biāo)ASAI：一年中用戶經(jīng)受不停電：一年中用戶經(jīng)受不停電小時(shí)總數(shù)與用戶要求的總供電小時(shí)數(shù)之比。小時(shí)總數(shù)與用戶要求的總供電小時(shí)數(shù)之比。ASAI11242000/(55000876060)0.9999576. 平均供電不可用率指標(biāo)平均供電不可用率指標(biāo)ASUI：一年中用戶的累

12、積停：一年中用戶的累積停電小時(shí)總數(shù)與用戶要求的總供電小時(shí)數(shù)之比。電小時(shí)總數(shù)與用戶要求的總供電小時(shí)數(shù)之比。ASUI1242000/(55000876060)0.000043顯然，有顯然，有ASUI1ASAI5.3 放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)分析方法分析方法 建立故障模式及后果分析表，即查清每個(gè)基本故障事建立故障模式及后果分析表，即查清每個(gè)基本故障事件及其后果，然后加以綜合。進(jìn)行故障分析的件及其后果，然后加以綜合。進(jìn)行故障分析的3個(gè)指標(biāo)：個(gè)指標(biāo)：v 負(fù)荷點(diǎn)故障率：負(fù)荷點(diǎn)故障率：（次（次/a）；）；v 負(fù)荷點(diǎn)每次故障平均停電持續(xù)時(shí)間：負(fù)荷點(diǎn)每次故障平均停電持續(xù)時(shí)間：r（h/

13、次）；次）；v 負(fù)荷點(diǎn)的年平均停電時(shí)間：負(fù)荷點(diǎn)的年平均停電時(shí)間：U（h/a）對(duì)于對(duì)于n個(gè)串聯(lián)可修復(fù)元件個(gè)串聯(lián)可修復(fù)元件(5.4) (5.3) (5.2) 1111niiiniiniiiniirUrr對(duì)于兩個(gè)并聯(lián)可修復(fù)元件對(duì)于兩個(gè)并聯(lián)可修復(fù)元件(5.7) (5.6) /(5.5) 21212121rUrrrrrrr5.3 放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)典型放射狀配電系統(tǒng)典型放射狀配電系統(tǒng)（F1F2F3DS1DS2CB2km2km3km3km1km1kmABC圖圖5.1 放射狀配電系統(tǒng)放射狀配電系統(tǒng)注：CB配電干線斷路器；F熔斷器 DS隔離開關(guān)；A，B，C負(fù)荷點(diǎn)名稱名稱故障率

14、故障率(次次/km.a)平均故障修平均故障修復(fù)時(shí)間復(fù)時(shí)間r/h供電干線供電干線0.13.0分支線分支線0.251.0DS1，DS2 操作時(shí)間操作時(shí)間/h0.5負(fù)荷點(diǎn)供負(fù)荷點(diǎn)供電用戶數(shù)電用戶數(shù)A250B100C50表表5.4 元件的可靠性指標(biāo)元件的可靠性指標(biāo)5.3 放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)（F1F2F3DS1DS2CB2km2km3km3km1km1kmABC元元 件件負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷點(diǎn)A負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷點(diǎn)B負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷點(diǎn)C/(次次/a)r/hU(h/a)/(次次/a)r/hU(h/a)/(次次/a)r/hU(h/a)供供電電干干線線2km段段0.23.00.60.23.00.60

15、.23.00.63km段段0.30.50.150.33.00.90.33.00.91km段段0.10.50.050.10.50.050.13.00.3分分支支線線3km段段0.751.00.752km段段0.51.00.51km段段0.251.00.25總總 計(jì)計(jì)1.351.151.551.11.862.050.852.412.05表表5.5 故障模式及后果分析故障模式及后果分析名稱名稱故障率故障率(次次/km.a)平均故障修復(fù)平均故障修復(fù)時(shí)間時(shí)間r/h供電干線供電干線0.13.0分支線分支線0.251.0DS1，DS2 操作時(shí)間操作時(shí)間/h0.5負(fù)荷點(diǎn)供電的負(fù)荷點(diǎn)供電的用戶數(shù)用戶數(shù)A250B

16、100C505.3 放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)放射狀配電系統(tǒng)的可靠性估計(jì)典型放射狀配電系統(tǒng)典型放射狀配電系統(tǒng)根據(jù)表根據(jù)表5.4和表和表5.5數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出其他可數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出其他可靠性指標(biāo)：靠性指標(biāo)：v 年用戶停電次數(shù)：年用戶停電次數(shù)：ACI2501.351001.1500.85490 次次/av 用戶停電持續(xù)時(shí)間：用戶停電持續(xù)時(shí)間：CID2501.551002.05502.05695 h/av SAIFI490/4001.225 次次/用戶用戶.av SAIDI695/4001.7375 h/用戶用戶.av CAIDI695/4901.4184 h/停電用戶停電用戶.av ASUI695

17、/(4008760)0.000198v ASAI1ASUI0.9998025.4 配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)配電系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)CADBE圖圖5.2 單回路放射結(jié)構(gòu)圖單回路放射結(jié)構(gòu)圖 (結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)A)ECADB圖圖5.3 有備用電源的放射結(jié)構(gòu)圖有備用電源的放射結(jié)構(gòu)圖 (結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B)ASBACDE圖圖5.4 環(huán)式結(jié)構(gòu)圖環(huán)式結(jié)構(gòu)圖 (結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C)F(開環(huán)點(diǎn)開環(huán)點(diǎn))圖圖5.5 并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖 (結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)D)ABCDES1S2開關(guān)開關(guān)閉合閉合開關(guān)開關(guān)斷開斷開所有元件串聯(lián)所有元件串聯(lián) 備用電源通過正常備用電源通過正常斷開的隔離開關(guān)或斷斷開的隔離開關(guān)或斷路

18、器與主饋線連接路器與主饋線連接兩回電源同時(shí)工作，可以開環(huán)或閉環(huán)運(yùn)行兩回電源同時(shí)工作，可以開環(huán)或閉環(huán)運(yùn)行5.4 配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析計(jì)算參數(shù)：計(jì)算參數(shù)：v非操作設(shè)備非操作設(shè)備 主要考慮持續(xù)性強(qiáng)迫停運(yùn)，主要考慮持續(xù)性強(qiáng)迫停運(yùn)，用元件的故障率用元件的故障率和修復(fù)時(shí)間和修復(fù)時(shí)間r表示。表示。 線路長(zhǎng)度均為線路長(zhǎng)度均為3km，0.1次次/km.a， r3h/次；次； 負(fù)荷大小均為負(fù)荷大小均為1000kW，每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)用戶數(shù)均為每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)用戶數(shù)均為1個(gè)負(fù)荷；個(gè)負(fù)荷； 暫不考慮預(yù)安排停電。暫不考慮預(yù)安排停電。v操作設(shè)備

19、操作設(shè)備 隔離開關(guān)操作時(shí)間：隔離開關(guān)操作時(shí)間：t0.5h； 短路故障：短路故障：0.01次次/a，r5h/次；次； 誤分閘事故率：誤分閘事故率：FT0.01次次/a； 拒分閘概率：拒分閘概率：PS0.001； 拒合閘概率：拒合閘概率：PC0.001； 保護(hù)越級(jí)誤分閘概率：保護(hù)越級(jí)誤分閘概率：P00.01； 手動(dòng)切換開關(guān)操作時(shí)間：手動(dòng)切換開關(guān)操作時(shí)間：t10.5h； 自動(dòng)切換開關(guān)操作時(shí)間：自動(dòng)切換開關(guān)操作時(shí)間：t20.05h。 在以上假設(shè)情況下，計(jì)算各種結(jié)構(gòu)的可靠在以上假設(shè)情況下，計(jì)算各種結(jié)構(gòu)的可靠性指標(biāo)見表性指標(biāo)見表5.6和表和表5.7。5.4 配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可

20、靠性分析表表5.6 各種結(jié)構(gòu)用戶可靠性指標(biāo)各種結(jié)構(gòu)用戶可靠性指標(biāo)各種結(jié)構(gòu)各種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)B節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)C節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)D節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)E次次/aUh/a次次/aUh/a次次/aUh/a次次/aUh/a次次/aUh/a結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)A：?jiǎn)位芈贩派涫剑簡(jiǎn)位芈贩派涫?.812.451.813.21.813.951.814.71.812.45結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B：手動(dòng)切換：手動(dòng)切換0.5h1.811.851.812.001.812.151.812.301.812.45結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C：正常開環(huán)，手動(dòng)切換：正常開環(huán)，手動(dòng)切換0.5h0.3460.3970.6680.5120.3580.4030.6580.5530.9480.651

21、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C：正常開環(huán)，自動(dòng)投入：正常開環(huán)，自動(dòng)投入0.05h 0.3460.2620.6680.2270.3580.2620.6590.2770.9480.241結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C：正常閉環(huán)：正常閉環(huán)0.0360.1970.0360.1950.0360.1970.0360.1970.0360.195結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)D：雙電源結(jié)構(gòu)：雙電源結(jié)構(gòu)0.0460.2230.0450.2250.0460.2250.0460.1960.0360.196表表5.7 各種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)各種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)各種結(jié)構(gòu)各種結(jié)構(gòu)SAIFI次次/用戶用戶.aSAIDIh/用戶用戶.aASAI%ENSkW.h/aAENSkW.h/用

22、戶用戶.a結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)A：?jiǎn)位芈贩派涫剑簡(jiǎn)位芈贩派涫?.813.9599.954917950.03950.00結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B：手動(dòng)切換：手動(dòng)切換0.5h1.812.1599.975510750.02150.00結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B：自動(dòng)投入：自動(dòng)投入0.05h1.810.89799.98985350.03891.67結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C：正常開環(huán)，手動(dòng)切換：正常開環(huán)，手動(dòng)切換0.5h0.5960.50399.99422516.02503.204結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C：正常開環(huán)，自動(dòng)投入：正常開環(huán)，自動(dòng)投入0.05h0.5860.25499.99711269.85253.97結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)C：正常閉環(huán)：正常閉環(huán)0.0360.19699.99

23、77981.64196.33結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)D：雙電源結(jié)構(gòu)：雙電源結(jié)構(gòu)0.0420.21399.99751065.86213.1725.4 配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析結(jié)論：配電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)的可靠性分析結(jié)論：1) 單電源供電的放射式配電系統(tǒng)，在元件可用率確定的條件下，系統(tǒng)單電源供電的放射式配電系統(tǒng)，在元件可用率確定的條件下，系統(tǒng)串聯(lián)的元件越多，失效的概率就越大，系統(tǒng)可用率就越低。串聯(lián)的元件越多，失效的概率就越大，系統(tǒng)可用率就越低。2) 有備用電源的放射狀系統(tǒng)，不論備用電源的投入方式如何，其負(fù)荷有備用電源的放射狀系統(tǒng)，不論備用電源的投入方式如何，其

24、負(fù)荷點(diǎn)的故障率均與單回路放射式結(jié)構(gòu)相同。但負(fù)荷點(diǎn)的每次故障平均點(diǎn)的故障率均與單回路放射式結(jié)構(gòu)相同。但負(fù)荷點(diǎn)的每次故障平均停電持續(xù)時(shí)間及平均停電時(shí)間將會(huì)縮短，其縮短時(shí)間取決于備用電停電持續(xù)時(shí)間及平均停電時(shí)間將會(huì)縮短，其縮短時(shí)間取決于備用電源倒閘操作的時(shí)間。自動(dòng)投入方式會(huì)大大縮短用戶停電時(shí)間。源倒閘操作的時(shí)間。自動(dòng)投入方式會(huì)大大縮短用戶停電時(shí)間。3) 配電系統(tǒng)接入備用電源后，對(duì)改善干線某端用戶的供電質(zhì)量效果明配電系統(tǒng)接入備用電源后，對(duì)改善干線某端用戶的供電質(zhì)量效果明顯。其效果與備用電源的載荷能力有關(guān)。顯。其效果與備用電源的載荷能力有關(guān)。4) 配電系統(tǒng)因限制短路電流和簡(jiǎn)化繼電保護(hù)的需要，常為開環(huán)運(yùn)行

25、方配電系統(tǒng)因限制短路電流和簡(jiǎn)化繼電保護(hù)的需要，常為開環(huán)運(yùn)行方式，負(fù)荷在某一時(shí)刻只能從一個(gè)電源獲取電源。當(dāng)開環(huán)的兩個(gè)系統(tǒng)式，負(fù)荷在某一時(shí)刻只能從一個(gè)電源獲取電源。當(dāng)開環(huán)的兩個(gè)系統(tǒng)之一方式故障時(shí)，切除故障部分，并以此作為新的斷開點(diǎn)恢復(fù)系統(tǒng)之一方式故障時(shí)，切除故障部分，并以此作為新的斷開點(diǎn)恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行。的運(yùn)行。5) 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)負(fù)荷的可用率，隨著其與電源點(diǎn)的遠(yuǎn)近變化，位于兩環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)負(fù)荷的可用率，隨著其與電源點(diǎn)的遠(yuǎn)近變化，位于兩電源中心的負(fù)荷可用率最低。環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)與雙電源結(jié)構(gòu)的可靠性相近，電源中心的負(fù)荷可用率最低。環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)與雙電源結(jié)構(gòu)的可靠性相近，而投資較少，是一種較好的結(jié)構(gòu)。而投資較少，是一種較

26、好的結(jié)構(gòu)。5.5 考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.5.1 原理和模型原理和模型v 配電系統(tǒng)可靠性以連續(xù)性為準(zhǔn)則，以用戶的停電頻率、配電系統(tǒng)可靠性以連續(xù)性為準(zhǔn)則，以用戶的停電頻率、停電持續(xù)時(shí)間、供電可用率和故障引起的缺供電量作為停電持續(xù)時(shí)間、供電可用率和故障引起的缺供電量作為衡量指標(biāo)。衡量指標(biāo)。v 對(duì)放射形及并聯(lián)形配電系統(tǒng)，采用公式對(duì)放射形及并聯(lián)形配電系統(tǒng)，采用公式5.25.7計(jì)算。計(jì)算。v 對(duì)環(huán)形系統(tǒng)，一般先求出電源點(diǎn)與用戶之間的最小割集，對(duì)環(huán)形系統(tǒng)，一般先求出電源點(diǎn)與用戶之間的最小割集，然后求出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。然后求出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。v 可靠性事件分類

27、：可靠性事件分類：TLOC (total loss of continuity，全部失去連續(xù)性事件，全部失去連續(xù)性事件)：指負(fù)荷點(diǎn)：指負(fù)荷點(diǎn)具有等到引起停運(yùn)的故障元件修復(fù)后才能恢復(fù)負(fù)荷正常供電的系具有等到引起停運(yùn)的故障元件修復(fù)后才能恢復(fù)負(fù)荷正常供電的系統(tǒng)故障；統(tǒng)故障；PLOC (partial loss of continuity，部分失去連續(xù)性事件，部分失去連續(xù)性事件)：指元件：指元件故障不會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷點(diǎn)和電源之間的所有通路都斷開的系統(tǒng)故障，故障不會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷點(diǎn)和電源之間的所有通路都斷開的系統(tǒng)故障，但會(huì)造成線路但會(huì)造成線路(或變壓器或變壓器)過負(fù)荷或電壓越限，因而必須減少部分過負(fù)荷或電壓越限，因

28、而必須減少部分或全部負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷?；蛉控?fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷。5.5 考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.5.2 容量約束模型容量約束模型 配電系統(tǒng)中線路的故障停運(yùn)引起的負(fù)荷變化必須考慮。配電系統(tǒng)中線路的故障停運(yùn)引起的負(fù)荷變化必須考慮。在忽略線路電容、電阻和負(fù)荷無功的條件下，可用直流潮在忽略線路電容、電阻和負(fù)荷無功的條件下，可用直流潮流法與流法與Z矩陣法相結(jié)合求解配電網(wǎng)絡(luò)中線路故障或負(fù)荷點(diǎn)矩陣法相結(jié)合求解配電網(wǎng)絡(luò)中線路故障或負(fù)荷點(diǎn)減負(fù)荷時(shí)網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。求出潮流后，很容易算出負(fù)荷減負(fù)荷時(shí)網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。求出潮流后，很容易算出負(fù)荷點(diǎn)和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。主要原理：點(diǎn)和系統(tǒng)可靠

29、性指標(biāo)。主要原理：1. 在不計(jì)入松弛母線的條件下形成系統(tǒng)阻抗矩陣在不計(jì)入松弛母線的條件下形成系統(tǒng)阻抗矩陣Z1，并變換為導(dǎo)納，并變換為導(dǎo)納矩陣矩陣Y1。2. 在計(jì)入松弛母線和負(fù)荷阻抗的條件下形成另一個(gè)系統(tǒng)阻抗矩陣在計(jì)入松弛母線和負(fù)荷阻抗的條件下形成另一個(gè)系統(tǒng)阻抗矩陣Z2，并變換為導(dǎo)納矩陣并變換為導(dǎo)納矩陣Y2。3. 用用Z1和直流潮流法求解發(fā)電機(jī)和負(fù)荷點(diǎn)有注入功率時(shí)系統(tǒng)的潮流。和直流潮流法求解發(fā)電機(jī)和負(fù)荷點(diǎn)有注入功率時(shí)系統(tǒng)的潮流。負(fù)荷點(diǎn)削減負(fù)荷也可視為特殊的注入功率來處理。負(fù)荷點(diǎn)削減負(fù)荷也可視為特殊的注入功率來處理。4. 用下式修改用下式修改Z2，以反映負(fù)荷點(diǎn)削減負(fù)荷后負(fù)荷阻抗的變化，以反映負(fù)荷點(diǎn)

30、削減負(fù)荷后負(fù)荷阻抗的變化 (5.8) , , , ,11T1oldnewjnjnjjbijZZZZZZZZ式中，式中， Zb對(duì)應(yīng)新負(fù)荷的阻抗；對(duì)應(yīng)新負(fù)荷的阻抗；Zij是是Zold中第中第i行第行第j列的阻抗。列的阻抗。5.5 考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5. 用式用式(5.9)修改修改Z2，以反映線路，以反映線路P-Q斷開斷開KIPQ0/IPQ且且IPQ(ZPPZQQ)/ZlinePQ式中，式中， ZLiZiLZPiZi ；當(dāng)；當(dāng)iL時(shí)，時(shí)，ZLLZPiZQiZlinePQ；IPQ0和和IPQ分別為故障前后在線路分別為故障前后在線路P-Q處的電流。處的電流。

31、 當(dāng)母線當(dāng)母線P注入電流注入電流K時(shí)，將在線路時(shí)，將在線路i-j形成電流形成電流IijIijK(ZPiZPj)/Zlineij(5.12)任一線路故障前后導(dǎo)致任一線路故障前后導(dǎo)致P-Q處的電流變化，也將引起處的電流變化，也將引起i-j處的電流變化處的電流變化Iij IijK(ZPiZjP)old(ZPiZjP)new/Zlineij (5.13)6. 潮流的變化應(yīng)加入直流潮流的計(jì)算結(jié)果。潮流的變化應(yīng)加入直流潮流的計(jì)算結(jié)果。7. 檢查線路過負(fù)荷，必要時(shí)削減負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷，重復(fù)步驟檢查線路過負(fù)荷，必要時(shí)削減負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷，重復(fù)步驟36，使線路，使線路過負(fù)荷減到容限之內(nèi)。（可采用就近削減負(fù)荷策略）過負(fù)荷

32、減到容限之內(nèi)。（可采用就近削減負(fù)荷策略）(5.9) 11111oldnewLnnLLnLLnLLLLLZZZZZZZZZZZ5.5 考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估考慮容量約束的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.5.3 可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)vSAIFI系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)，單位：系統(tǒng)平均停電頻率指標(biāo)，單位：a1；vCAIFI用戶平均停電頻率指標(biāo)，單位：用戶平均停電頻率指標(biāo)，單位：a1；vSAIDI系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)，單位：系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)，單位：h/a；vCAIDI用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)，單位：用戶平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)，單位：h/a；vASAI 平均供電可用率指標(biāo)；平均供電可用率指標(biāo)；vE

33、NS 缺供電量，單位：缺供電量，單位：MW.h/avAENS 平均缺供電量，單位：平均缺供電量，單位：MW.h/(用戶用戶.a)5.5.4 算例算例（略）（略）5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估Failure mode and effect analysis（FMEA）是通）是通過對(duì)系統(tǒng)中各元件狀態(tài)的搜索，列出全部可能的系過對(duì)系統(tǒng)中各元件狀態(tài)的搜索，列出全部可能的系統(tǒng)狀態(tài)，然后根據(jù)所規(guī)定的可靠性判據(jù)對(duì)系統(tǒng)的所統(tǒng)狀態(tài)，然后根據(jù)所規(guī)定的可靠性判據(jù)對(duì)系統(tǒng)的所有狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)分析，找出系統(tǒng)的故障模式集合，有狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)分析，找出系統(tǒng)的故障模式集合

34、，查清其對(duì)系統(tǒng)的影響，求得系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。查清其對(duì)系統(tǒng)的影響，求得系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。本節(jié)介紹一種結(jié)合最小割集法的本節(jié)介紹一種結(jié)合最小割集法的FMEA方法，該方法，該方法能夠考慮故障后的潮流和電壓約束，可應(yīng)用于方法能夠考慮故障后的潮流和電壓約束，可應(yīng)用于大規(guī)模配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估。大規(guī)模配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6.1 基本原理基本原理基本思路基本思路：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)想事故的選擇，即確定負(fù)荷點(diǎn)失效事首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)想事故的選擇，即確定負(fù)荷點(diǎn)失效事件，并對(duì)各個(gè)預(yù)想事件進(jìn)行潮流分析和系統(tǒng)補(bǔ)救，形成事故影響報(bào)件

35、，并對(duì)各個(gè)預(yù)想事件進(jìn)行潮流分析和系統(tǒng)補(bǔ)救，形成事故影響報(bào)表，并將事故及其影響報(bào)表存入預(yù)想事故表；再根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)的故障表，并將事故及其影響報(bào)表存入預(yù)想事故表；再根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)的故障集從預(yù)想事故表中提取相應(yīng)的故障后果，計(jì)算出負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指集從預(yù)想事故表中提取相應(yīng)的故障后果，計(jì)算出負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)。系統(tǒng)可靠性指標(biāo)則可從各負(fù)荷點(diǎn)的指標(biāo)中分別得到。標(biāo)。系統(tǒng)可靠性指標(biāo)則可從各負(fù)荷點(diǎn)的指標(biāo)中分別得到。負(fù)荷點(diǎn)失效事件負(fù)荷點(diǎn)失效事件：vTLOC：結(jié)構(gòu)性失效，又稱全部失去連續(xù)事件，指當(dāng)負(fù)荷點(diǎn)和所有：結(jié)構(gòu)性失效，又稱全部失去連續(xù)事件，指當(dāng)負(fù)荷點(diǎn)和所有電源點(diǎn)之間的所有通路都斷開時(shí)導(dǎo)致該負(fù)荷點(diǎn)全部失電。通過尋找電源點(diǎn)之間

36、的所有通路都斷開時(shí)導(dǎo)致該負(fù)荷點(diǎn)全部失電。通過尋找配電網(wǎng)絡(luò)的最小割集可有效判斷出導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)的最小割集可有效判斷出導(dǎo)致TLOC的停運(yùn)組合。的停運(yùn)組合。vPLOC：功能性失效，又稱部分失去連續(xù)事件，它考慮到各元件負(fù)：功能性失效，又稱部分失去連續(xù)事件，它考慮到各元件負(fù)載能力和系統(tǒng)電壓約束，則必須斷開或者削減某一點(diǎn)的負(fù)荷以消除載能力和系統(tǒng)電壓約束，則必須斷開或者削減某一點(diǎn)的負(fù)荷以消除過載電壓越限?？赏ㄟ^最小割集中元件組合來尋找可能引起過載電壓越限。可通過最小割集中元件組合來尋找可能引起PLOC事事件的停運(yùn)組合。確定停運(yùn)組合后，進(jìn)行潮流計(jì)算并確定是否違反網(wǎng)件的停運(yùn)組合。確定停運(yùn)組合后，進(jìn)行潮流計(jì)算并確定

37、是否違反網(wǎng)絡(luò)約束，即可識(shí)別出是否會(huì)發(fā)生絡(luò)約束，即可識(shí)別出是否會(huì)發(fā)生PLOC事件。配電系統(tǒng)對(duì)一階故障敏事件。配電系統(tǒng)對(duì)一階故障敏感，高階故障發(fā)生概率極低，因此略去三階及以上停運(yùn)事件。感，高階故障發(fā)生概率極低，因此略去三階及以上停運(yùn)事件。 可靠性指標(biāo)計(jì)算應(yīng)考慮：母線、變壓器、線路、電纜和開關(guān)設(shè)備可靠性指標(biāo)計(jì)算應(yīng)考慮：母線、變壓器、線路、電纜和開關(guān)設(shè)備等元件的強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃?rùn)z修的影響，以及系統(tǒng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的影響。等元件的強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃?rùn)z修的影響，以及系統(tǒng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的影響。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6.2 最小割集算法最小割集算法1. 初

38、始化系統(tǒng)拓?fù)湫畔⒊跏蓟到y(tǒng)拓?fù)湫畔?。形成源點(diǎn)、負(fù)荷點(diǎn)鏈表，得到支形成源點(diǎn)、負(fù)荷點(diǎn)鏈表，得到支路元件關(guān)系；路元件關(guān)系；2. 逐一搜索負(fù)荷點(diǎn)鏈表，并對(duì)每一負(fù)荷點(diǎn)按以下規(guī)逐一搜索負(fù)荷點(diǎn)鏈表，并對(duì)每一負(fù)荷點(diǎn)按以下規(guī)則對(duì)支路編碼得到新支路表。則對(duì)支路編碼得到新支路表。v 首先，對(duì)指定的有向支路、輸出支路、輸入支路進(jìn)行編首先，對(duì)指定的有向支路、輸出支路、輸入支路進(jìn)行編碼，其中輸入支路的輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)改為碼，其中輸入支路的輸入節(jié)點(diǎn)號(hào)改為1；v 然后，對(duì)所有的無向支路進(jìn)行編碼，同時(shí)復(fù)制所有無向然后，對(duì)所有的無向支路進(jìn)行編碼，同時(shí)復(fù)制所有無向支路，以反映潮流的雙向流動(dòng)；支路，以反映潮流的雙向流動(dòng)；v 接著給負(fù)荷點(diǎn)形

39、成新支路，對(duì)包含前述負(fù)荷點(diǎn)的新支路接著給負(fù)荷點(diǎn)形成新支路，對(duì)包含前述負(fù)荷點(diǎn)的新支路進(jìn)行編碼，其輸出節(jié)點(diǎn)（負(fù)荷點(diǎn)）號(hào)為進(jìn)行編碼，其輸出節(jié)點(diǎn)（負(fù)荷點(diǎn)）號(hào)為0；v 最后，對(duì)復(fù)制的無向支路按相反的順序進(jìn)行編碼。最后，對(duì)復(fù)制的無向支路按相反的順序進(jìn)行編碼。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6.2 最小割集算法最小割集算法3.形成負(fù)荷點(diǎn)的最小路。形成負(fù)荷點(diǎn)的最小路。v 對(duì)系統(tǒng)每一支路，分別得到其所有的前趨支路。防止多制支對(duì)系統(tǒng)每一支路，分別得到其所有的前趨支路。防止多制支路成為其自身的前趨支路的方法：無向支路的新編號(hào)加上復(fù)路成為其自身的前趨支路

40、的方法：無向支路的新編號(hào)加上復(fù)制支路的新編號(hào)是否等于制支路的新編號(hào)是否等于2倍的負(fù)荷點(diǎn)支路的新編號(hào)。若否，倍的負(fù)荷點(diǎn)支路的新編號(hào)。若否，則不是自身復(fù)制，將該支路插入前趨支路鏈表。則不是自身復(fù)制，將該支路插入前趨支路鏈表。v 用遞歸算法從前趨支路鏈表中獲得自源點(diǎn)至負(fù)荷點(diǎn)的最小路：用遞歸算法從前趨支路鏈表中獲得自源點(diǎn)至負(fù)荷點(diǎn)的最小路：構(gòu)造堆棧，首先將負(fù)荷點(diǎn)支路壓棧；遍歷前趨支路，若支路構(gòu)造堆棧，首先將負(fù)荷點(diǎn)支路壓棧；遍歷前趨支路，若支路無前趨支路或由于某條支路導(dǎo)致路徑循環(huán)，則路徑刪除，否無前趨支路或由于某條支路導(dǎo)致路徑循環(huán)，則路徑刪除，否則將支路壓棧；遍歷其余前趨支路，如果遍歷到輸出支路，則將支路

41、壓棧；遍歷其余前趨支路，如果遍歷到輸出支路，則終止遍歷。存入堆棧中的支路即為最小路。則終止遍歷。存入堆棧中的支路即為最小路。v 根據(jù)新支路與原支路的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將最小路集用原支路表示；根據(jù)新支路與原支路的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將最小路集用原支路表示；根據(jù)支路元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到以元件表示的采用二進(jìn)制編根據(jù)支路元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到以元件表示的采用二進(jìn)制編碼的最小路矩陣。碼的最小路矩陣。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6.2 最小割集算法最小割集算法4.求最小割集。求最小割集。v 如果最小路矩陣中某一列元件都是如果最小路矩陣中某一列元件都是1，則矩

42、陣的列所對(duì)應(yīng)的元，則矩陣的列所對(duì)應(yīng)的元素就是網(wǎng)絡(luò)的一階最小割集；素就是網(wǎng)絡(luò)的一階最小割集；v 將最小路矩陣中任意兩列元素進(jìn)行組合（邏輯加），如果組合將最小路矩陣中任意兩列元素進(jìn)行組合（邏輯加），如果組合后的列元素都是后的列元素都是1，則該兩列元素就是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)二階割集；，則該兩列元素就是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)二階割集；v 依次類推，可以得到網(wǎng)絡(luò)的依次類推，可以得到網(wǎng)絡(luò)的2n階割集。階割集。v 求求nj階割集時(shí)，需校驗(yàn)是否包含階割集時(shí)，需校驗(yàn)是否包含ni(ni1nj1) 階最小割集。階最小割集。若是，此割集將作為非最小割集而舍棄。檢驗(yàn)方法：若是，此割集將作為非最小割集而舍棄。檢驗(yàn)方法：研究?jī)蓚€(gè)割集研究?jī)蓚€(gè)割

43、集I（ni階最小割集階最小割集）和）和J（nj階最小割集階最小割集），且），且ninjIai，bi，ci，A，有，有ni個(gè)元件；個(gè)元件；Jaj，bj，cj，A，有，有nj個(gè)元件；個(gè)元件；AIJ，若，若A的非零元件個(gè)數(shù)等于的非零元件個(gè)數(shù)等于ni，那么，割集，那么，割集J是是非最小割集，應(yīng)予舍棄。非最小割集，應(yīng)予舍棄。重復(fù)步驟重復(fù)步驟24直到負(fù)荷鏈表搜索完畢。直到負(fù)荷鏈表搜索完畢。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6.3 TLOC事件事件TLOC事件引起的相關(guān)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)可由串、并事件引起的相關(guān)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)可由串、并聯(lián)系統(tǒng)原理求

44、得。聯(lián)系統(tǒng)原理求得。并聯(lián)元件可靠性評(píng)估涉及計(jì)劃?rùn)z修，考慮強(qiáng)迫停運(yùn)與并聯(lián)元件可靠性評(píng)估涉及計(jì)劃?rùn)z修，考慮強(qiáng)迫停運(yùn)與強(qiáng)迫停運(yùn)的重疊、強(qiáng)迫停運(yùn)與檢修停運(yùn)的重疊。強(qiáng)迫停運(yùn)的重疊、強(qiáng)迫停運(yùn)與檢修停運(yùn)的重疊。5.6.4 PLOC事件事件分析時(shí)必須考慮在不滿足網(wǎng)絡(luò)約束時(shí)，對(duì)負(fù)荷點(diǎn)削減分析時(shí)必須考慮在不滿足網(wǎng)絡(luò)約束時(shí)，對(duì)負(fù)荷點(diǎn)削減的情況?？梢圆捎脝l(fā)式的系統(tǒng)補(bǔ)救措施：的情況。可以采用啟發(fā)式的系統(tǒng)補(bǔ)救措施：v首先判斷故障所在饋線如果發(fā)生節(jié)點(diǎn)電壓越界，搜索距離節(jié)首先判斷故障所在饋線如果發(fā)生節(jié)點(diǎn)電壓越界，搜索距離節(jié)點(diǎn)最近的負(fù)荷點(diǎn)，將該處的負(fù)荷切除，直到母線電壓的值正常點(diǎn)最近的負(fù)荷點(diǎn)，將該處的負(fù)荷切除，直到母線電壓的

45、值正常為止。為止。v如果發(fā)生線路過載，根據(jù)線路潮流方向，搜索離線路潮流方如果發(fā)生線路過載，根據(jù)線路潮流方向，搜索離線路潮流方向的末端節(jié)點(diǎn)最近的負(fù)荷點(diǎn)，將該處的負(fù)荷切除，直到線路潮向的末端節(jié)點(diǎn)最近的負(fù)荷點(diǎn)，將該處的負(fù)荷切除，直到線路潮流的值正常為止。流的值正常為止。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估PLOC事件的狀態(tài)空間如圖事件的狀態(tài)空間如圖5.7所所示。由圖中可以導(dǎo)出：示。由圖中可以導(dǎo)出：vPLOC事件的發(fā)生率事件的發(fā)生率 ePeL(1P)rerL/(rerL)vPLOC事件平均持續(xù)時(shí)間事件平均持續(xù)時(shí)間 rrerH/(rerH)vPLO

46、C事件中斷開的平均負(fù)荷事件中斷開的平均負(fù)荷 LL(t)dt /t1LSvL、rL和和rH之間的關(guān)系之間的關(guān)系LHP/(1P) P/(1P)rH rL1/L(1P)rH/P元件運(yùn)行元件運(yùn)行元件停運(yùn)元件停運(yùn)負(fù)荷負(fù)荷LS元件停運(yùn)元件停運(yùn)負(fù)荷負(fù)荷LSLSePee(1-P)eHL圖圖5.7 PLOC事件的狀態(tài)空間圖事件的狀態(tài)空間圖圖中，圖中，e停運(yùn)事件發(fā)生率；停運(yùn)事件發(fā)生率；e停運(yùn)平均持續(xù)時(shí)間停運(yùn)平均持續(xù)時(shí)間re的倒的倒數(shù)；數(shù)；LS停運(yùn)期間供給該負(fù)停運(yùn)期間供給該負(fù)荷點(diǎn)的最大負(fù)荷；荷點(diǎn)的最大負(fù)荷；P負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷大于負(fù)荷大于LS的概率；的概率；rH 、rL分別為負(fù)荷水平大于、不分別為負(fù)荷水平大于、不大于

47、大于LS的平均持續(xù)時(shí)間；的平均持續(xù)時(shí)間；H1/rH 、L1/rL 分別為負(fù)分別為負(fù)荷水平大于、不大于荷水平大于、不大于LS的狀的狀態(tài)轉(zhuǎn)移率。態(tài)轉(zhuǎn)移率。5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估5.6.5 大規(guī)模配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估算法流程大規(guī)模配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估算法流程節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表線路線路數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表設(shè)備分布設(shè)備分布數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表潮流控制潮流控制模塊模塊求解系統(tǒng)的常規(guī)潮流求解系統(tǒng)的常規(guī)潮流形成系統(tǒng)拓?fù)湫畔⑿纬上到y(tǒng)拓?fù)湫畔⑼負(fù)浞治瞿K拓?fù)浞治瞿K（最小割集分析）（最小割集分析）系統(tǒng)故障信息系統(tǒng)故障信息提取一個(gè)故障事件，并對(duì)提取一個(gè)故障事件，并

48、對(duì)故障條件下的潮流求解故障條件下的潮流求解比較潮流結(jié)果比較潮流結(jié)果重構(gòu)重構(gòu)策略表策略表記錄事故處理結(jié)果記錄事故處理結(jié)果系統(tǒng)故障補(bǔ)救：系統(tǒng)故障補(bǔ)救：負(fù)荷轉(zhuǎn)移負(fù)荷轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)電壓越限補(bǔ)救節(jié)點(diǎn)電壓越限補(bǔ)救線路過載補(bǔ)救線路過載補(bǔ)救A系統(tǒng)潮流結(jié)果系統(tǒng)潮流結(jié)果是否違限？是否違限？還有其他未評(píng)還有其他未評(píng)估系統(tǒng)故障？估系統(tǒng)故障？nyny5.6 基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估基于故障模式影響分析法的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估設(shè)備可靠性設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表形成預(yù)想形成預(yù)想事故列表事故列表負(fù)荷點(diǎn)及其負(fù)荷點(diǎn)及其故障信息故障信息負(fù)荷點(diǎn)故障事件后果評(píng)估表負(fù)荷點(diǎn)故障事件后果評(píng)估表A負(fù)荷點(diǎn)的可靠性評(píng)估負(fù)荷點(diǎn)的可靠性評(píng)估系

49、統(tǒng)的可靠性評(píng)估系統(tǒng)的可靠性評(píng)估圖圖5.9 可靠性評(píng)估系統(tǒng)的算法流程圖可靠性評(píng)估系統(tǒng)的算法流程圖節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表線路線路數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表設(shè)備分布設(shè)備分布數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表潮流控制潮流控制模塊模塊求解系統(tǒng)的常規(guī)潮流求解系統(tǒng)的常規(guī)潮流形成系統(tǒng)拓?fù)湫畔⑿纬上到y(tǒng)拓?fù)湫畔⑼負(fù)浞治瞿K拓?fù)浞治瞿K（最小割集分析）（最小割集分析）系統(tǒng)故障信息系統(tǒng)故障信息提取一個(gè)故障事件，并對(duì)提取一個(gè)故障事件，并對(duì)故障條件下的潮流求解故障條件下的潮流求解比較潮流結(jié)果比較潮流結(jié)果重構(gòu)重構(gòu)策略表策略表記錄事故處理結(jié)果記錄事故處理結(jié)果系統(tǒng)故障補(bǔ)救：系統(tǒng)故障補(bǔ)救：負(fù)荷轉(zhuǎn)移負(fù)荷轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)電壓越限補(bǔ)救節(jié)點(diǎn)電壓越限補(bǔ)救線路過載補(bǔ)救線路過載補(bǔ)救A系統(tǒng)

50、潮流結(jié)果系統(tǒng)潮流結(jié)果是否違限？是否違限？還有其他未評(píng)還有其他未評(píng)估系統(tǒng)故障？估系統(tǒng)故障？nyny5.7 20012001年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)5.7.1 供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程1988年頒發(fā)年頒發(fā)供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)估規(guī)程供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)估規(guī)程要點(diǎn)：要點(diǎn)：v 規(guī)定了適用范圍、基本內(nèi)容、定義及分類、評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算公式規(guī)定了適用范圍、基本內(nèi)容、定義及分類、評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算公式等。主要指標(biāo)等。主要指標(biāo)5個(gè)，參考指標(biāo)個(gè)，參考指標(biāo)18個(gè)。個(gè)。v 定義了供電可靠性、用戶、用戶統(tǒng)計(jì)單位、用戶容量、用戶設(shè)施、定義了供電可靠性、用

51、戶、用戶統(tǒng)計(jì)單位、用戶容量、用戶設(shè)施、系統(tǒng)與設(shè)備的狀態(tài)。其中，用戶分別以電壓系統(tǒng)與設(shè)備的狀態(tài)。其中，用戶分別以電壓380/220V，10(20.6)kV，35kV及以上等三個(gè)等級(jí)劃分為低壓用戶、中壓用戶和高壓用戶。及以上等三個(gè)等級(jí)劃分為低壓用戶、中壓用戶和高壓用戶。v 將停電性質(zhì)分為故障停電和預(yù)安排停電兩大類。故障停電又分為將停電性質(zhì)分為故障停電和預(yù)安排停電兩大類。故障停電又分為外部故障停電和內(nèi)部故障停電。預(yù)安排停電則分為計(jì)劃停電、臨外部故障停電和內(nèi)部故障停電。預(yù)安排停電則分為計(jì)劃停電、臨時(shí)停電和限電。時(shí)停電和限電。v 只統(tǒng)計(jì)造成用戶停電的事件及數(shù)據(jù)，不統(tǒng)計(jì)設(shè)備停運(yùn)未造成用戶只統(tǒng)計(jì)造成用戶停電

52、的事件及數(shù)據(jù)，不統(tǒng)計(jì)設(shè)備停運(yùn)未造成用戶停電的事件及數(shù)據(jù)。停電的事件及數(shù)據(jù)。v 供電可靠率供電可靠率(RS)、用戶平均停電時(shí)間、用戶平均停電時(shí)間(AIHC)和次數(shù)等和次數(shù)等3項(xiàng)主要指標(biāo)，項(xiàng)主要指標(biāo)，按按3個(gè)不同檔次來統(tǒng)計(jì)：個(gè)不同檔次來統(tǒng)計(jì)： 計(jì)及一切影響（計(jì)及一切影響（RS-1、AIHC-1）；）； 不計(jì)及外部影響（不計(jì)及外部影響（RS-2、AIHC-2） ； 不計(jì)及系統(tǒng)電源容量不足限電影響（不計(jì)及系統(tǒng)電源容量不足限電影響（RS-3、AIHC-3） 。5.7 20012001年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)5.7.2 主要指標(biāo)計(jì)算公式主要指標(biāo)計(jì)算公式 計(jì)及一切影響時(shí)計(jì)及一

53、切影響時(shí)AIHC-1每戶每次停電次數(shù)每戶每次停電次數(shù)/總用戶數(shù)總用戶數(shù)RS-1（1AIHC-1/統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）100 不計(jì)及外部影響時(shí)不計(jì)及外部影響時(shí)AIHC-2每戶每次停電次數(shù)每戶每次停電次數(shù) 因外部影響造成的停電時(shí)間因外部影響造成的停電時(shí)間/總用戶數(shù)總用戶數(shù)RS-2（1AIHC-2/統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）100 不計(jì)及由于系統(tǒng)電源不足的影響時(shí)不計(jì)及由于系統(tǒng)電源不足的影響時(shí)AIHC-3用戶平均停電時(shí)間用戶平均限電停電時(shí)間用戶平均停電時(shí)間用戶平均限電停電時(shí)間RS-3（1AIHC-3/統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間）1005.7 20012001年全國(guó)主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)年全國(guó)

54、主要城市供電可用率統(tǒng)計(jì)5.7.3 10kV用戶供電可靠性指標(biāo)用戶供電可靠性指標(biāo)表表5.17 10kV用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)年份統(tǒng)計(jì)單位個(gè)數(shù)RS-1/ AIHC-1/ (h/用戶)RS-1/ AIHC-1/ (h/用戶)19925799.17772.2999.64631.10199310599.00687.0799.63831.71199416199.29961.4199.64231.36199520399.07581.0399.7242426464.6599.74722.22199725599.71724.7999.80217.39199827599.8

55、1016.6299.82415.40199927799.86312.0199.86811.54200028699.8899.76799.8939.417200131099.8978.99999.8988.944表表5.18 全國(guó)直轄市及省會(huì)城市全國(guó)直轄市及省會(huì)城市10kV用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)（按用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)（按RS-1排序）排序）序號(hào)序號(hào)城市城市用戶數(shù)用戶數(shù)供電可靠率供電可靠率/ 平均停電時(shí)間平均停電時(shí)間/(h/用戶用戶)RS-1RS-3AIHC-1AIHC-31濟(jì)南420499.98299.9821.5371.5372合肥398299.98099.9801.7771.7773石家莊636

56、099.97899.9781.8991.8994廣州2037499.96699.9662.9872.9875南京948799.96399.9633.2283.2286北京1857899.96399.9633.2683.2687上海2915899.96299.9623.3153.3158福州476299.96199.9613.4013.4019長(zhǎng)春679499.96199.9613.4553.45510天津1582799.92899.9286.3456.33711哈爾濱531799.91799.9177.1327.13212重慶1023399.90599.9058.3118.31113蘭州390

57、399.89899.8988.9068.90614西寧211499.89499.8949.3169.31615武漢1275199.89399.9009.3458.770續(xù)表續(xù)表5.18 全國(guó)直轄市及省會(huì)城市全國(guó)直轄市及省會(huì)城市10kV用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)（按用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)（按RS-1排序）排序）序號(hào)序號(hào)城市城市用戶數(shù)用戶數(shù)供電可靠率供電可靠率/ 平均停電時(shí)間平均停電時(shí)間/(h/用戶用戶)RS-1RS-3AIHC-1AIHC-316昆明652799.89199.8919.5499.54917西安1140099.89099.8909.6529.65218南寧277499.88899.8889.8

58、589.85819銀川320399.88299.88210.34210.34220成都581999.87499.87411.03811.03821南昌246799.86599.86511.82011.82022鄭州794199.86599.86811.88211.57123太原364499.86599.86511.85911.85924杭州1019599.85599.85512.71412.70025貴陽(yáng)418699.84799.84713.39813.39826沈陽(yáng)800399.80899.80816.82616.82627長(zhǎng)沙570599.79299.79318.20018.10328烏魯

59、木齊388799.75599.75521.46221.46229呼和浩特246699.73999.73922.86222.86230?？?27999.69299.69726.97126.5085.8 電壓驟降的可靠性評(píng)估電壓驟降的可靠性評(píng)估電壓驟降定義：電壓驟降定義：IEEE Voltage Sag：指供電系統(tǒng)中某點(diǎn)的工頻電：指供電系統(tǒng)中某點(diǎn)的工頻電壓有效值突然下降至額定值的壓有效值突然下降至額定值的1090，并，并在隨后的在隨后的10ms1min的短暫持續(xù)期后恢復(fù)正的短暫持續(xù)期后恢復(fù)正常。常。IEC Voltage Dip：電壓幅值的范圍為：電壓幅值的范圍為190額額定值。定值。產(chǎn)生原因：產(chǎn)

60、生原因： 短路故障，如雷擊等；短路故障，如雷擊等； 大型電機(jī)的啟動(dòng)，電弧爐、軋鋼機(jī)等沖擊負(fù)荷大型電機(jī)的啟動(dòng)，電弧爐、軋鋼機(jī)等沖擊負(fù)荷的投運(yùn)等。的投運(yùn)等。5.8 電壓驟降的可靠性評(píng)估電壓驟降的可靠性評(píng)估5.8.1 電壓驟降的評(píng)估方法電壓驟降的評(píng)估方法 基于電力網(wǎng)的電壓驟降特性、規(guī)律（幅值、持續(xù)時(shí)基于電力網(wǎng)的電壓驟降特性、規(guī)律（幅值、持續(xù)時(shí)間和發(fā)生頻率等）和負(fù)荷（或工業(yè)過程）的敏感曲線間和發(fā)生頻率等）和負(fù)荷（或工業(yè)過程）的敏感曲線（允許曲線）兩者的結(jié)合。包括：（允許曲線）兩者的結(jié)合。包括：v 基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的評(píng)估方法基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的評(píng)估方法系統(tǒng)平均有效值波動(dòng)頻系統(tǒng)平均有效值波動(dòng)頻率指標(biāo)率指標(biāo)SARFI