配电网可靠性评估方法

基于多场景技术的有源配电网可靠性评估一、概述随着电力系统的不断发展，有源配电网作为连接能源供应与终端用户的关键环节，其可靠性评估对于保障电力供应的连续性和稳定性具有重要意义。

传统的配电网可靠性评估方法往往基于单一场景进行分析，难以全面反映配电网在实际运行中的复杂性和多变性。

基于多场景技术的有源配电网可靠性评估方法应运而生，成为当前研究的热点之一。

多场景技术通过构建多个不同的运行场景，综合考虑各种可能的运行条件和影响因素，能够更加准确地评估有源配电网的可靠性。

这种方法不仅考虑了配电网的拓扑结构、设备状态等静态因素，还考虑了负荷变化、可再生能源接入等动态因素，从而能够更全面地反映配电网的实际情况。

有源配电网可靠性评估的主要目的是识别配电网中的薄弱环节，提出改进措施，以提高配电网的供电可靠性和经济性。

通过多场景技术的应用，可以更加精确地评估不同场景下配电网的可靠性指标，为配电网的规划、设计、运行和维护提供科学依据。

本文将对基于多场景技术的有源配电网可靠性评估方法进行深入研究，首先介绍多场景技术的基本原理和应用范围，然后分析有源配电网的可靠性评估指标和评估流程，最后通过实际案例验证该方法的有效性和实用性。

通过本文的研究，旨在为有源配电网的可靠性评估提供新的思路和方法，推动配电网的可持续发展。

1. 有源配电网的定义与发展趋势有源配电网，作为电力工程领域的一个重要概念，是指大量接入分布式电源、实现功率双向流动的配电网，也被称为主动配电网。

这一术语不仅涵盖了传统的无源配电网的功能，更融入了可再生能源发电、储能系统以及电力电子设备等多种元素，形成了一个能量交换与分配的网络。

在有源配电网中，潮流与故障电流实现了双向流动，这使得传统的配电网潮流与故障分析、电压无功控制、继电保护方法以及运行管理措施需要进行相应的调整与改进。

有源配电网的发展趋势紧密关联着可再生能源的普及与利用。

随着风电、光伏等分布式电源的广泛接入，有源配电网不仅提高了电力系统的供电可靠性，还促进了清洁能源的高效利用和就地消纳。

专利名称：一种配电网可靠性评估方法专利类型：发明专利
发明人：王朝明,马春生
申请号：CN201710443589.6
申请日：20170613
公开号：CN107292502A
公开日：
20171024
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种配电网可靠性评估方法，通过元件可靠性建模、负荷建模、系统状态选择、系统状态分析和可靠性指标计算流程计算配电网的可靠性，对配电网的可靠性进行有效评估。

采用基于频率和持续时间法建立元件的等效模型，作为元件可靠性建模的基础；基于二分法的聚类方法建立负荷模型，利用快速排序和聚类分析方法建立对应的负荷模型；采用状态持续时间抽样法确定元件或子系统在给定时间内的元件状态和状态持续时间，合得到系统的状态和状态持续时间作为本发明的系统状态选择；采用基于直流潮流的最优切负荷模型作为系统状态分析；可靠性指标综合评估包含系统严重程度指标SI、系统削减电量指标BPECI计算和参数可靠性灵敏度，通过参数摄动法找到对系统可靠性影响较大的元件。

申请人：南京软核科技有限公司
地址：210012 江苏省南京市雨花台区软件大道106号A栋3楼
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。

配电网可靠性评估方法的研究随着电力系统规模的扩大和负荷的不断增加，配电网的可靠性评估越发重要。

对配电网进行可靠性评估，对于保障电力系统的安全稳定运行，提高供电可靠性和质量具有重要的实用价值。

本文将从可靠性评估的基本概念和目标开始，介绍配电网可靠性评估的方法和技术。

一、可靠性评估的基本概念和目标可靠性是指一个系统在规定时间内正常运行的能力，具体来说，它是指系统完成其规定功能的能力，而不出现错误或失效。

可靠性评估是对系统可靠性进行分析和评估的过程。

它的目标是确定系统在特定条件下正常运行的概率，即确定系统的失效概率，并为系统的安全稳定运行提供可靠基础。

配电系统的可靠性评估主要包括以下方面：1、故障概率：系统或元件出现故障或失效的概率。

2、可修复性：系统或元件发生故障后进行修复并重新启动的概率。

3、可靠性指标：根据系统的实际情况选择合适的评估指标，比如告警率、故障率、平均修复时间等。

4、系统性能：系统性能指标包括电压稳定性、电力质量、目标负荷满足率等，通过检测统计系统性能来评估可靠性。

针对配电网络的可靠性评估方法有多种，以下介绍其中几种主要方法和技术。

1、可靠性指标法（RII法）可靠性指标法，即“Relative Importance Index Method”。

该方法通过计算各设备的故障率、平均修复时间等指标，然后将指标加权平均，计算出系统的可靠性指数，根据可靠性指数进行评估。

对于一个配电系统来说，其要素通常包括发电厂、变电站、电缆线路、开关设备等，而这些要素之间的关系比较复杂，因此在RII法中需要建立模型，计算各个要素的权重，再根据权重计算系统的可靠性指数。

2、故障树分析法（FTA法）故障树分析法，即“Fault Tree Analysis Method”。

该方法将配电系统的各种故障事件作为根，而事件后面则连接着各种故障的“原因节点”，利用逻辑门对各节点之间的关系进行描述，形成一棵“树”。

对于一个特定的故障事件，其诱发因素的故障事件依次沿着原因节点向上回溯，终点为起始故障事件，同时根据不同节点的发生概率，计算其对于整个故障的贡献，从而对系统进行可靠性评估。

配电网可靠性评估及分析冯金帅　刘　杰（国网山东省电力公司临沂供电公司）摘　要：电力相关企业正在逐渐把建设重点放到建设配电网方面，而配电网规划对于电网安全、可靠、经济运行有着不可忽视的作用。

因此需要对配电网的可靠性开展深入研究和分析，作为评估程序的重要构成部分，建立一个相对完善并且可行性较高的评估指标系统，配电网规划成效分析则可以为其提供依据。

并且，它的真实性与数据有效性对配电系统评估也具有重大意义。

关键词：配电网；指标体系；评估分析；可靠性0　引言配电网络规划也就是在完善的规划下对于目标区域组织负荷预测和当前阶段网络架构的研究，在符合负荷标准和安全稳定性的基础上，对于目标区域电力网络在目前架构前提下进行合理布局规划，进而使其满足可靠性、稳定性、经济性要求。

完善的电网规划可以有效降低公司的运营成本，满足公司竞争需求，同样有助于减少财政基建投资压力，为保障经济发展提供坚实的基础保障［1］。

配电网的设计方案的成功与否和落实程度都会对日后配电服务网络体系的负荷程度、经济发展度发挥关键性影响，配电网络的超前或滞后建设都会在一定程度上对电网整体的发展产生负面影响［2］。

对于配电网络规划方案而言，首要评估其是否满足发展需求，是否满足可靠性要求，这对于配电网络的长远发展是十分关键的［3］。

1　配电网的规划可靠性分析（1）可靠性分析方法配电网络的主要功能是销售、分配电力能源给目标客户，和目标用户的日常生活工作有十分紧密的联系，电力网络的波动会对终端客户的经济利益产生重要影响。

因而精确的分析配电网络体系的稳定性对于保障民生质量、促进经济稳定健康发展有十分关键的作用，此外配电网络体系的稳定性评估是电网建设和持续发展的重要基础保障条件。

当前阶段，配电网络体系的稳定性评估重点使用的研究方法主要有蒙特卡洛抽样法和解析法两类［4-5］。

（2）配电网评价方法1）鱼骨图分析法也叫作因果研究法，这一研究法的主要原理是寻求问题自身的特征和相关作用要素，此后利用专项的逻辑研究来建立层级明确、调理明细的程序图。

简析10kV配电网供电可靠性10kV配电网供电可靠性是指该电网能够持续稳定地为用户提供电力，不出现长时间或频繁的停电、电压波动等情况。

供电可靠性是衡量电网运行质量的重要指标，对于保障用户的电力需求和社会经济的稳定运行具有重要意义。

10kV配电网供电可靠性的评价指标主要包括以下几个方面：1. 停电频率：即电网停电的次数。

通常以每年的停电次数来表示，停电频率越低，说明电网的可靠性越好。

2. 停电时长：即电网停电的持续时间。

停电时长越短，说明电网恢复供电的速度越快，可靠性越高。

3. 电压波动：即电网供电的电压波动程度。

电压波动越小，说明电网的电压稳定性越好，供电可靠性越高。

4. 故障处理时间：即电网故障发生后，处理故障的时间。

故障处理时间越短，说明电网运维的效率越高，供电可靠性越高。

为了提高10kV配电网供电可靠性，需要采取以下措施：1. 完善电网设备和线路的设计与建设，确保设备的高可靠性和合理的容量，以应对负荷的变化和故障的发生。

2. 建立完善的电网监控系统，实时监测电网的运行状态和故障信息，及时发现和处理潜在问题。

3. 提高电网的自动化程度，通过智能开关、自动重启装置等设备，能够快速切换和恢复电网供电，减少停电时间。

4. 加强电网维护和保养，定期检查设备的状态和运行情况，及时发现并修复潜在故障，防止故障的扩大。

5. 增加备用电源和电路的设置，当主电源发生故障时，备用电源能够及时接替供电，确保用户的用电需求不受影响。

提高10kV配电网供电可靠性是电力系统建设和运维中的重要工作，需要综合考虑设备的可靠性和容量、运维的效率和技术等因素，以确保用户的用电需求得到可靠和稳定的满足。

基于自动化系统的配电网可靠性评估模型及算法一、配电自动化系统配网自动化是指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。

配网自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配网系统有关的全部功能数据流和控制。

从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配网自动化是一个统一的整体。

配网自动化系统的体系结构一般分为三层，分别为中心主站层、子站层和终端设备层。

在系统的三个层面之间通过光纤建立通讯联系，进行信息交换，实现对整个配网的实时监控。

1.配网自动化中心主站层配网自动化中心主站层从各配网自动化配电子站层获取配电网的实时信息，从整体上对配网进行监视和控制，分析配网运行状态，协调配电子站层之间的关系，对整个配电网络进行有效的管理，保证整个配网系统处于最优运行状态。

它是整个配网监控和管理系统的核心，同时与SCADA/EMS、MIS等其他网络系统共享资源。

配网自动化主站层既是全网配调中心又是全网配电信息中心和管理中心。

该层的计算机系统由多台工作站和服务器组成，并和配网自动化配电子站层的计算机形成一个广域网(或局域网)。

不同的工作站系统执行不同的任务，共同实现系统的功能。

2.配网自动化子站层配网自动化子站层一般放在变电站或开闭所内，实现辖区内配电网络的配电SCADA和故障诊断功能。

实现对电力环路的配电线路的监控，并留有今后扩展的余地。

该层由计算机系统和通讯设备组成。

计算机系统既跟配电监控和管理中心层的计算机形成一个局域网，又和配网自动化终端设备层的各种终端通信，完成信息上传下达及对当地配网实时监控的功能。

3.配网自动化终端设备层配网自动化终端设备层包括各种类型的配网终端，柱上FTU，电缆环网柜FTU，开闭所RTU，配变终端TTU，抄表终端。

城市配电网生产运行安全评价指标体系及综合评价城市配电网是保障城市正常生活和工业生产运转的重要基础设施之一，其运行安全评价是保证城市电力供应质量和正常供电的重要手段。

下面将介绍城市配电网生产运行安全评价指标体系及综合评价方法，包括基本指标、一级指标和二级指标，并介绍综合评价方法。

一、城市配电网生产运行安全评价指标体系1.基本指标基本指标是城市配电网生产运行安全评价的前提条件，包括电力供应可靠率、电能质量、电压稳定性等。

-电力供应可靠率：反映城市配电网供电的可靠性，考虑供电中断时间和频次。

-电能质量：反映城市配电网供电的稳定性和质量，包括电压波动、短时中断等。

-电压稳定性：反映城市配电网供电的电压稳定性，包括电压偏差、变压器负载率等。

2.一级指标一级指标是基于基本指标构建起来的，反映城市配电网生产运行安全的核心内容，包括电网可靠性、电网管理水平、设备运行状态等。

-电网可靠性指标：包括平均故障间隔时间、平均故障恢复时间等，反映了城市配电网系统的保电水平。

-电网管理水平指标：包括电网管理体系认证情况、调度指令落实情况等，反映了城市配电网管理水平的好坏。

-设备运行状态指标：包括设备抢修及时率、设备巡检合格率等，反映了城市配电网设备运行状态的良好程度。

3.二级指标二级指标是在一级指标的基础上进一步细化，细化到具体的操作层面，反映城市配电网生产运行安全的具体实况，包括设备检修、巡检、工作负荷等。

-设备检修指标：包括检修及时率、检修合格率等，反映了城市配电网设备检修的质量和及时性。

-巡检指标：包括巡检覆盖率、巡检合格率等，反映了城市配电网巡检的全面性和准确性。

-工作负荷指标：包括工作负荷合理率、负荷曲线平稳度等，反映了城市配电网的负荷情况和运行稳定性。

二、城市配电网生产运行安全评价综合评价方法1.权重分配根据不同指标的重要性和实际情况，对每个指标进行权重分配，保证指标的重要性得到充分体现，并确保评价结果的准确性。

交直流配电网关键设备可靠性评估研究摘要：经济的发展，促进社会对电力的需求也逐渐增加，这有效地推动了电力企业的发展。

近年来研究表明，基于柔性直流技术的交直流配电网在未来更适合现代城市配电网的发展。

首先，交直流配电网可以更好地接纳电动汽车蓄电池和分布式电源；其次，可以有效缓解城市电网站点走廊有限和高负荷密度所带来的矛盾，同时在负荷中心提供动态无功支持，提高系统整体可靠性水平，减少系统损耗。

因此，发展交直流配电网系统可以有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性和运行效率。

但是由于当前中压直流断路器、直流变压器等关键设备的技术不成熟，并且建设标准不完善，基于柔性直流配电技术的配电网建设还处于起步阶段，所以有必要针对设备以及配电系统给出相应的经济性水平和可靠性水平进行评估分析。

本文就交直流配电网关键设备可靠性评估展开探讨。

关键词：交直流配电网；设备；可靠性评估引言配电网设备运行、检修的可靠性对于电力系统的稳定运行有着非常重要的影响，为了更好的保证电力供应的稳定性还需要加强配电网设备运行检修的可靠性，因此电力企业还需要不断的完善供电可靠性的组织措施和技术措施，从而更好的提高电力企业的经济效益和社会效益。

1配电网可靠性评估概述配电网的可靠性主要从负荷点可靠性和系统可靠性两个指标出发，负荷点的可靠性评估指标能够定量反映在一定时间内负荷点可靠性水平的高低，系统可靠性评估指标从频率时间和负载功率两个方面评估系统可靠性。

2交直流配电网关键设备可靠性建模2.1设备可靠性建模评估方法对交直流配电网可靠性进行评估，首先需要对其元件设备进行可靠性建模并计算可靠性参数，主要是计算设备的年故障率λ和平均故障修复时间r，其中对于已经得到标准化生产的元件和尚处于研发阶段的元件可以分别通过以下方式得到其可靠性参数。

（1）已经标准化生产的元件。

由于该类型元件已经具有成熟的应用经验，所以通过长时间的数据统计便可以得到其可靠性参数。

例如交流配电系统的绝大部分设备。

配电网可靠性评估方法的研究摘要：随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平也随之提高，尤其是对电能质量的要求。

配电系统直接与发/输电系统对用户的供电可靠性有直接影响，因为这两个系统和电力用户紧密相连；据统计，电力系统中 80%以上的停电故障是由配电系统故障引起的；因此，科学合理的对配电系统进行可靠性评估，对提高供电可靠性具有十分重要的意义。

关键词：配电网，可靠性；评估方法1前言对于现今社会来说，任何能源系统的可靠性都关系着人民生活，科技发展甚至社会进步。

研究配电系统，就是研究供电质量的关键，也是意义的体现，如果我们可以研究出提高电力相关产业的现代化水平的手段和措施，那么对于改善电力行业，甚至是能源行业都具有着指导意义。

通过对于现有可靠性评估算法的分析、研究和改进，得到更加优越完善的新型算法，得到更全面的评估体系，对于改进我们现有状态数据不完整，统计误差大，利用率不高等很多不足之处都有着重要的意义。

2配电网可靠性评估的研究现状配电网的可靠性研究是目前国内外都非常关注的一个领域，一方面，做好这项工作能够最大限度保证供电的稳定，另一方面，配电网是电力供应中的关键一环，合理的评估能够防止配电网出现故障，所以说，一直以来配电网的可靠性评估都是国内外研究的关键。

从十九世纪开始，英国的《供电安全导则》就已经涉及了相关的研究，经过一个世纪的研究，配电网的稳定性有了很大程度的提升，故障后的平均停电时间也在不断缩短，到今日，配电网的稳定性非常高，也得益于评估方法的成熟。

在我国，配电网可靠性评估方法的研究起步相对比较晚，但是研究进度还是比较快的，进入二十一世纪后，我国供电稳定性在不断提高，不仅加强研究，管理制度也更加完善，国家也出台了很多有效的规程，进一步提高了可靠性研究的严谨性和科学性。

3配电网可靠性的评估方法3.1解析法解析法主要通过建立数学模型来对配电系统进行可靠性评估；应用解析法对配电系统进行可靠性评估时，首先对系统的故障状态进行枚举，然后对系统的故障进行选择，再综合分析所枚举的故障状态、评估系统的可靠性水平。

配电网可靠性评估方法的研究配电网可靠性评估是对配电网运行状态进行定量化的评价和分析，是配电网规划、运行与维护的重要工作之一。

配电网可靠性评估方法的研究是为了提高配电网的可靠性和经济性，实现配电网的安全、稳定运行。

一、可靠性指标的选择配电网可靠性评估的第一步是选择合适的可靠性指标，常用的可靠性指标包括不可靠度、平均故障间隔时间、平均修复时间、平均故障恢复率等。

根据实际情况和需求，选择恰当的可靠性指标对于准确评估配电网的可靠性至关重要。

二、数据采集和处理可靠性评估需要大量的原始数据支持，包括设备的故障数据、运行数据和维修数据等。

采集和处理这些数据，将其转化为可靠性评估所需的指标数据，是可靠性评估方法的重要组成部分。

常用的数据处理方法包括数据清洗、数据分析、数据挖掘等。

三、可靠性模型的建立可靠性模型是可靠性评估的核心，根据配电网的结构、设备的参数和工作状态等因素，建立相应的可靠性模型，对配电网的可靠性进行定量化的分析和评价。

常用的可靠性模型包括基于概率的可靠性模型、基于状态的可靠性模型和基于可靠性块的可靠性模型等。

四、评估方法的选择根据不同的评估目标和需求，选择适合的评估方法对配电网的可靠性进行评估。

常用的评估方法包括基于故障树分析的可靠性评估方法、基于Markov模型的可靠性评估方法、基于蒙特卡洛方法的可靠性评估方法以及基于物理仿真的可靠性评估方法等。

五、评估结果的分析和优化对评估结果进行分析和比较，找出配电网可靠性存在的问题和薄弱环节，为优化配电网的可靠性提供参考和依据。

对于评估结果较差的情况，可以通过优化配电网的结构、设备选型或者维护管理策略等方面进行改进，提高配电网的可靠性。

配电网可靠性评估方法的研究是为了提高配电网的可靠性和经济性，实现配电网的安全、稳定运行。

通过选择合适的可靠性指标、采集和处理数据、建立可靠性模型、选择适合的评估方法以及分析和优化评估结果等环节，可以有效地评估和改进配电网的可靠性。

电力系统可靠性评估指标1.1 大电网可靠性的测度指标1. (电力系统的)缺电概率 LOLP loss of load probability给定时间区间内系统不能满足负荷需求的概率，即∑∈=s i i PLOLP式中：i P 为系统处于状态i 的概率；S 为给定时间区间内不能满足负荷需求的系统状态全集。

2. 缺电时间期望 LOLE loss of load expectation给定时间区间内系统不能满足负荷需求的小时或天数的期望值。

即∑∈=si iT P LOLE 式中：i P 、S 含义同上；T 为给定的时间区间的小时数或天数。

缺电时间期望LOLE 通常用h/a 或d/a 表示。

3. 缺电频率 LOLF loss of load frequency给定时间区间内系统不能满足负荷需求的次数，其近似计算公式为∑∈=Si i F LOLF 式中：i F 为系统处于状态i 的频率；S 含义同上。

LOLF 通常用次/年表示。

4. 缺电持续时间 LOLD loss of load duration给定时间区间内系统不能满足负荷需求的平均每次持续时间，即LOLFLOLE LOLD = LOLD 通常用小时/次表示。

5. 期望缺供电力 EDNS expected demand not supplied系统在给定时间区间内因发电容量短缺或电网约束造成负荷需求电力削减的期望数。

即∑∈=Si ii P C EDNS 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；i C 为状态i 条件下削减的负荷功率；S 含义同上。

期望缺供电力EDNS 通常用MW 表示。

6. 期望缺供电量 EENS expected energy not supplied系统在给定时间区间内因发电容量短缺或电网约束造成负荷需求电量削减的期望数。

即∑∑∈∈==Si ii S i i i i T P C D F C EENS 式中：F i 为系统处于状态i 的频率；D i 为状态i 的持续时间；P i 、C i 、S 和T 含义同上。

配电网可靠性评估方法的研究配电网可靠性评估方法是对配电网中的各个部分和系统进行可靠性评估，以确定配电网的可靠性水平和存在的问题，为提高配电网的可靠性提供依据。

配电网可靠性评估方法的研究是电力系统领域的重要课题之一，对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。

配电网是电力系统的最后一级供电系统，它直接为用户提供电能，其可靠性直接影响到用户的用电质量和用电安全。

可靠性评估能够帮助发现配电网中存在的问题，提前预防故障的发生，减少停电事故的发生，提高电力系统的供电能力和电力质量，保障用户的正常用电。

1. 可靠性指标的建立：可靠性指标是评估配电网可靠性的重要指标，包括平均故障停电时间、故障次数、可靠性指数等。

通过建立合理的可靠性指标体系，可以客观地评估配电网的可靠性水平。

2. 可靠性评估模型的建立：建立配电网可靠性评估模型是评估配电网可靠性的关键内容。

可靠性评估模型可以根据配电网的拓扑结构、负荷特性、故障概率等因素，计算出配电网的可靠性指标。

3. 故障概率的统计分析：故障概率是配电网可靠性评估的重要参数之一，通过对配电网各个设备和线路的故障概率进行统计分析，可以评估配电网的可靠性水平。

4. 可靠性改进方法的研究：在配电网可靠性评估的基础上，研究可靠性改进方法，提出相应的优化方案和措施，对配电网中存在的问题进行改进，提高其可靠性水平。

配电网可靠性评估方法的应用主要包括以下几个方面：1. 配电网规划设计：在配电网的规划设计中，应用可靠性评估方法可以评估不同设计方案的可靠性水平，选择最优的设计方案，并优化配电网的结构和布局。

3. 配电网日常运行管理：在配电网的日常运行管理中，应用可靠性评估方法可以及时发现配电网中的问题，提前预防故障的发生，提高配电网的运行效率和可靠性。

4. 配电网故障分析和定位：在配电网故障的分析和定位中，应用可靠性评估方法可以对故障进行准确分析，确定故障的位置和原因，为故障的处理和修复提供依据。