1 引言
配电系统可靠性评估常见的方法有:故障模式后果分析法(FMEA),最小路法和网络等值法[1]等。这些方法的计算和分析都是建立在元件可靠性原始参数基础上的,实际中,原始参数可能会因为统计资料不足或统计误差以及对电网未来运行环境预测不足而具有不确定性。此时若再利用不准确的参数对电力系统进行可靠性定量评估,给出一个确切值,显然是不合理的,因其将会导致评估结果与实际情况有较大的偏差。可靠性原始参数可根据其不确定性用一个数值范围区间而不是用一个数值来表示,比如只知道某段线路故障修复要花3~4h,这时参数取值就不是一个数,只有用区间数来表达才恰当。在工程中,当一个问题原始数据不能精确地知道,而只知道其包含在给定范围内或数据本身就是一个区间而非点值时,即可用区间数学来求解问题解的范围或求取区间解[2]。本文在结合区间运算和配网可靠性评估网络等值法的基础上,提出了一种可靠性区间评估方法,并根据实际电力系统的特点采用了一些简化措施,降低了评估的繁杂度,使它能适用于实际配电系统的可靠性分析。
2 区间数和区间运算
将实数域R上所有有界闭区间数的集合记为I(R)。
区间算术运算是封闭的,其代数性质与数运算有所区别,但仍满足加法和乘法的交换律、结合律,为
3 配电系统的可靠性区间评估
3.1 两元件串并联的可靠性区间评估
当元件可靠性参数为区间数时,其串并联可靠性指标计算可转化为如下所示的区间运算:
由于区间除法运算存在“不独立性”问题,若直接用上面公式来计算可靠性区间指标,可能会产生过大或过小的结果,为避免这个问题,必须对上式进行变换,对并联系统
3.2 简单辐射状的配电系统可靠性区间评估与简化
简单辐射状配电系统的典型接线方式如图1所示,先对其进行区间评估与简化[5]。图1虚线框1,2内分别代表负荷支路和分段开关,N/O表示联络开关。简单辐射状配电系统由断路器、若干段主馈线、负荷支路、分段开关、联络线及联络开关构成,在进行可靠性评估时,可以把断路器、各馈线段、分段开关分别看成一个节点,如果把负荷支路也当成串在回路中的一个节点元件,则对该类系统进行可靠性评估时图1可由图2来等效。此时节点间的连线只表示一种连接关系而不带任何属性,系统所有故障均由各节点属性决定,节点属性包括元件故障率,修复率及各种时间区间数,如隔离开关有操作时间区间数等,不同节点具有不同的属性。图2中除了负荷节点区间参数需要等效求取外,其他的都为已知,也即可用串并联系统区间评估公式来求此系统的区间指标。下面对负荷支路进行区间简化。
负荷支路一般由变压器、负荷支路线和熔断器组成。根据其接线特点分2种情况讨论:
是(1)的特殊情况。同时2种情况下负荷支路等效年停电时间和持续停电时间的区间均相同(因有熔断器,但时等效节点只是故障频率改变而修复时间不变),故2种情况下负荷支路等效参数区间可统一简化为
等效后的负荷支路可当成串在图2中的节点元件来处理,这样简单的辐射状配电系统就表示成了多元件串联系统。在计算负荷点指标时还要考虑其它节点元件(包括其它负荷支路),其等效参数区间的影响计算公式为
式中 分别为负荷点i的故障率、年停电时间、故障修复时间区间指标;
为负荷点j故障时导致负荷点i的停电时间区间。
反映了其它负荷点或节点元件参数对负荷点i的影响且存在关系:当i>j(按图2中的节点顺序号)时,若配电系统末端没有联络开关或i,j间没有分段开关,则
,若存在联络开关且i,j间有分段开关,则
为分段开关操作时间区间;当i<j时,若i,j间有分段开关,则
为分段开关操作时间区间,若不存在分段开关,则
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