配网供电可靠性评估算法和软件开发应用

配网供电可靠性评估算法和软件开发应用

广东电网有限责任公司中山供电局广东中山528400

摘要:针对配网可靠性评估中存在的结构复杂、运行方式多样的难点,将Monte-Carlo法引入配网可靠性评估全概率等值算法,形成一种新的配电网络可靠性评估的混合算法。基于此算法开发了配电系统可靠性评估应用软件,具有通用性好,计算速度快、界面友好,操作使用方便,具有良好的应用前景。通过该软件对某供电所配网进行可靠性评估,提出了针对该供电所的提高配电网可靠性水平的措施。

关键词:配电网络;可靠性;算法;软件

0引言

由于配电系统中设备元件众多,网络结构复杂,运行方式多样,其可靠性定量评估工作还没有达到工程实际应用的要求。因此,有必要深入研究配电系统的结构和运行方式,建立能充分反映实际运行情况的模型和算法,并进一步开发应用软件。

1混合法算法

1.1全概率等值法的基本思想

设配电系统包含n个元件,则负荷点i的停电概率Pi和平均停电持续时间Di分别为:

式(2)中,Pij和Dij分别表示元件j发生故障时,负荷点i停电的概率和平均持续时间。

1.2Monte-Carlo法的基本原理

MonteCarlo模拟法是利用随机数进行随机模拟的一般方法,适用于求解确定性或随机性问题。它的基本思想是:根据所求解的数学、物理、工程技术以及生产管理等方面的问题,首先建立一个概率模型或随机过程,使它的参数等于问题的解;然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统计特征;最后给出所求解的近似值。

1.3混合法算法流程

由于全概率等值法所得到的可靠性指标的目标数据都是各指标的期望值,不能完全反映系统可靠性指标的分散特性。将MonteCarlo模拟法与全概率等值法结合,兼取二者的优点来进行配电网络的可靠性评估。混合算法的流程图如图2所示。

图2混合算法流程图

Fig2Theflowchartofthecomprehensivemethod

2配电系统可靠性评估应用软件的开发

2.1软件的设计

配电系统可靠性评估高级应用软件的总体结构图,如图3所示。

图3软件总体结构

Fig3Theconstructionofthesoftware

在软件的设计过程中,采用了以下几个关键性技术:

2.1.1开发工具的选择

采用VisualC++编写核心计算程序。具有运算速度快、可扩充性好的特点。在开发用户界面时,选用VisualBasic作为开发工具。

2.1.2面向对象的程序设计方法

面向对象的程序设计方法以其独特的封装性、继承性和多态性,具有软件开发效率高,运行可靠,软件调试、维护和扩充方便等优点。

2.1.3软件功能

配电系统可靠性评估软件可以实现元件可靠性原始数据输入、可靠性指标计算和结果输出等功能。

1.可靠性原始数据的输入

用户可利用图形界面输入元件的可靠性基本原始参数,如强迫停运率、维修时间、计划检修率和计划检修时间等。

2.计算功能

计算过程考虑了随机故障和计划检修两种对负荷点用户的可靠性造成影响的情况。分别对二者对负荷点可靠性指标所造成的影响进行定量计算,然后得出负荷点的最终可靠性指标。

3.图文报表的输出

计算之后所得到的各条馈线的可靠性结果列于“结果”菜单之中,以供用户选择。

4.可靠性评估指标

每条馈线的可靠性评估结果包括“基本指标”和“专用指标”两项内容。其中“基本指标”列出了该馈线各个负荷点的“P”(停电概率)、“F(停电频率)”(年/次)、和“D”(平均停电时间)(小时/次)。而“专用指标”一项中列出了该馈线的各项可靠性指标:分别有:SAIFI(系统平均停电频率指标)、CAIFI(用户平均停电频率指标)、SAIDI(系统平均停电持续时间指标)、CAIDI(用户平均停电持续时间)、ASAI(平均供电可用率指标)、ASUI(平均供电不可用率指标)等。

3算例检验

利用全概率等值法,对某供电所10kV线路进行了可靠性评估计算。计算结果与实际统计可靠性指标一致,有力的证明了本文所提出的配电系统可靠性评估模型和算法是正确有效的。

图4某供电所线路示意图

Fig4Theconfigurationofcertainfeeder

从表1可以看出,方式2、3、4、5各项措施均有一定成效。

方式6引入了可转供的备用电源。与前面几个方案相比效果是最明显的,幅度也是最大的。

方式7综合了前面几个方案,引入了备用电源、采用绝缘架空线、分支线装设熔断器。各个指标与其他方案相比得到了非常大的改善。但在配电网络可靠性水平比较高的情况下,此方案所带来的效益可能会低于所需的投入。

4结语

配电系统结构复杂,运行方式多样,在深入研究和分析了国内外各种算法的基础上,将MonteCarlo模拟法与全概率等值法结合,提出了配电系统可靠性评估的混合法算法。根据该算法开发了配电系统可靠性评估应用软件。该软件具有界面友好,使用简单方便等优点。适用于大型的复杂配电网络的可靠性评估计算。通过一个实际案例验证了算法和软件的正确性和先进性。

参考文献

[1].BillintonR,JonnavithulaS.OptimalSwitchingDevicePlacementinRadialDistributionSystems.IEEETransonPowerSystems,1996,11(3):1646~1651

[2].谢开贵,周家启.基于免疫算法的配电网开关优化配置模型.电力系统自动化2003,27(15):35-39

[3].万国成.电力系统配电网可靠性与经济型问题研究.华南理工大学博士学位论文2003

作者简介

邹兵勇(1979-)男,江西新余人,汉族,硕士研究生,主要从事配网生产管理工作;

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