配电网可靠性算法

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基于最小割集的供电可靠性分布式计算研究

基于最小割集的供电可靠性分布式计算研究

机电信息2019年第9期总第579期DianqiGongchengyuZidonghua◆电气工程与自动化

基于最小割集的供电可靠性分布式计算研究

郑渠岸1李超群2张丹丹2

(1.国网天津市电力公司,天津300010;2.国网天津市电力公司滨海供电分公司,天津300450)

摘要:电力需求的增长及对供电质量的更高要求,使得传统的配电网供电可靠性分析方法难以胜任智能电网时代的配电网可靠

性分析。鉴于此,以最小割集理论为基础,建立配网可靠性评估模型和算法。针对负荷点可靠性计算互相独立的特点,建立了分布式并

行计算的算法,利用标准算例验证了所提分布式算法的有效性。

关键词:供电可靠性;最小割集;分布式计算

0引言

传统的配电网可靠性计算效率较低,串行计算需要很长

的计算时间,对于节点、线路较多的网络的分析场景而言达不

到实用要求。在配电网可靠性评估中采用分布式并行计算,可

以使得常规串行算法遇到的性能瓶颈通过横向扩展计算能力

的方式实现突破。

本文主要研究了配电网可靠性的分布式并行计算的算

法,基于最小割集理论,提出可以处理大型复杂网络以及多种

分析场景的快速算法,构建了分布式计算实验平台,对标准模

型进行了验证,证实了算法的有效性。

1配电网系统可靠性评估指标

对于配电网系统整体,采用以下可靠性指标来评估可靠

程度:

(1)系统平均停电频率指标(SystemAverageInterruption

FrequencyIndex,SAIFI)。系统平均停电频率指标是指平均每

个用户在一定时间内的停电次数,反映平均每个用户停电的

频率:

SAIFI=∑λ

N(1)

(2)系统平均停电持续时间指标(SystemAverage

InterruptionDurationIndex,SAIDI)。系统平均停电持续时间指

标是指在一定时间内系统中平均每个用户所遭受的停电时

间,反映平均每个用户的停电持续时间:

SAIDI=∑U

N(2)

(3)平均供电可用度指标(AverageServiceAvailability

含分布式电源的配电网可靠性评估方法研究

含分布式电源的配电网可靠性评估方法研究

450 西安理工大学学报Journal of Xi’an University of Technology(2013)Vo1.29 No.4 

文章编号:1006-4710(2013)04-0450-05 

含分布式电源的配电网可靠性评估方法研究 

余健明,冯亚民 

(西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048) 

摘要:配电网是电力系统的重要组成部分,近年来,随着分布式电源的大量接入,传统的配电网可 

靠性评估方法已经无法满足目前的研究要求。本研究提出了一种基于蒙特卡洛法的配电网可靠性 

评估方法。对负荷点进行编号结合孤岛以及元件故障的处理算法,计算出配电网的可靠性指标。 

测试系统证明该方法计算准确快速,易于对不同的拓扑网络进行仿真。 

关键词:配电网;可靠性;分布式电源;蒙特卡洛法 

中图分类号:TM712 文献标志码:A 

ReIiability Evaluation Method of Distribution System with Distributed Generators 

YU Jianming.FENG Yamin 

(Faculty of Automation and Information Engineering,Xi’an University of Technology,Xi’an 710048,China) 

Abstract:The reliability evaluation method of traditional distribution system is unable to satisfy the cur- 

rent research.This paper proposes a method based on Monte Carlo method to evaluate the reliability of 

distribution system.The method numbers the load nodes.and the processing algorithm of islands and ele— 

配电系统可靠性评估方法综述

配电系统可靠性评估方法综述

第6期(总第225期)

2020年12月山西电力

SHANXI ELECTRIC POWERNo. 6(

Ser.225)

Dec. 2020

配电系统可靠性评估方法综述

杨贽磊\雷达\王浩2

(1.国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原030001; 2.国网山西省电力公司晋中供电公司,山西晋中030600)

摘要:近年来,配电系统中的设备不断增加,网架结构也愈加复杂,这种现状对配电系统的可

靠性评估提出了更高的要求。介绍了 2种可靠性评估方法,一种是优先遍历荷栽路径的序贯蒙

特卡罗模拟法,该方法可以更加高效地统计出负荷点的各项可靠性指标,适用于电网结构复杂

的配电系统;另一种是仿射最小路径法,该方法改进了传统的区间最小路径法,在考虑了配电

系统参数不确定性的同时,提高了可靠性计算的区间精度。

关键词:配电系统;可靠性评估;蒙特卡罗模拟法;荷栽路径;仿射最小路径法

中图分类号:

TM732 文献标志码

:A

0引言

在配电系统的可靠性评估中,首先要定义各

项可靠性指标,然后建立配电系统中元件和系统

的故障分析模型,根据该模型进行精准的迭代求

解或状态抽样,得到系统中的各项可靠性数据并

进行分析,找出系统中可靠性较差的区域,寻求

解决方案,最后,在确保系统可靠性达到一定标

准的同时,还要考虑解决方案的经济性问题,寻

求二者之间的平衡点。

1配网可靠性分析发展现状

目前,比较常用的配电网可靠性评估手段有

解析法和模拟法2种"

I。其中,解析法的基本原

收稿日期:2020-05-

丨3,

修回日期:2020-03-10

基金项目:国网山西省电力公司科技项目(52053017000K)

作者简介:

杨赞磊(1990),

男,山西朔州人,2015

年毕业于武汉大学

电气工程专业,硕士,工程师,从事新能源、电能质量分析

工作;

雷达(1985),

男,山西太原人,2011

年毕业于青岛科技

大学电力系统及其自动化专业,硕士,高级工程师,从事

新能源、电能质量分析工作;

基于网络等值法的配电网可靠性研究

基于网络等值法的配电网可靠性研究

第21卷第1期 2008年1月 广东电力 GUANGD0NG ELECnUC PoWER Vol_21 No.1 Jan.2008 文章编号:1007—290X(2008)01—001 1-06 

基于网络等值法的配电网可靠性研究 

周云海,曹小伟,危雪 (三峡大学电气信息学院,湖北宜昌443002) 

摘要:配电网可靠性评价是电力系统可靠性研究的重要环节,电力部门必需保证配电网的可靠性。为此,介绍 了对带有复杂分支馈线的配电网进行可靠性评估的网络等值法的基本原理。该方法用等效元件代替一部分网络 分支馈线,从而将复杂网络逐步等值为简单的辐射形配电网,然后通过等效的简单辐射网计算系统的可靠性指 标,从而运用可靠性指标对配电网的可靠性进行评价。最后通过实例来验证该等值法的有效性、可行性。 关键词:配电网;可靠性评估;等值;指标 中图分类号:TM712 文献标志码:A 

Research Based on Reliability-network-equivalent of Distribution System ZHOU Yun.hai,CAO Xiao-wei,WEI Xue (Co1.of Electrical Engineering and Information Technology,China Three Gorges Univ,,Yichang,Hubei 443002,China) Abstract:The reliability assessment of distribution network is all important subject in the reliability study of power system. In this paper,a method of reliability-network—equivalent of distribution system is introduced,which is based on analyzing the working mechanism of the distribution system.In this method,some equivalent elements are used to replace some portions of feeders of the distribution network。thus a complex distribution system iS decomposed into a series of simple one.Then the reliability indices are calculated in the equivalent network,which are used to evaluate the reliability of distribution system.The validity and feasibility of this method iS examined by an example. Key words:distribution network;reliability evaluation;equivalent;index 城市经济的迅速发展和城网改造的开展,迫 切要求对配电系统进行科学合理的规划。同时, 随着电力企业管理工作的发展和深化,以及《电 力法》的实施和电力服务承诺制的开展,供电可 靠性在生产管理工作中所占的比重也会越来越 大。用户对配电网可靠性的要求越来越高,这对 配电网的可靠性评估方法也提出了新的要求。因 此定量的评定和改善配电网的可靠性,建立配电 网可靠性评价体系显得更加迫切和必要。制定配 电网可靠性评价体系就是把可靠性工程的一般原 理和方法与配电网的实际工程问题相结合,建立 可靠性评估模型,研究可靠性评估算法,计算系 统可靠性指标,通过可靠性指标,对系统的可靠 性进行分析和评价。配电系统是电力系统与用户 连接的重要环节,配电系统多采用放射网状结 收稿日期:2007—07・27 构,开环运行。据统计,用户停电故障80%以上 是由配电系统的故障引起的,它对用户供电可靠 性的影响也最大_1 1j。 配电网可靠性评估的方法很多,一种传统可靠 性评估方法为故障模式后果分析法(Failure mode and effect analysis,FMEA)_3j。该方法对所有可 能的故障事件或元件失效进行分析,并确定对负荷 点的影响,找出系统的故障模式集合,最终在此状 态集合的基础上,求得系统的可靠性指标。FMEA 法原理清晰、简单,模型准确,适用于对简单辐射 状主馈线系统的可靠性评估。但是,随着网络结构 的复杂化,此法的计算量随元件数目的增长成指数 规律增长,所以当配电网的结构比较复杂时,系 统故障模式急剧增加,计算会变得很繁琐。因 此,复杂网络直接使用FMEA法有一定困难_3]。 而文献[4]和Es-1

配电网可靠性评估改进FMEA法

配电网可靠性评估改进FMEA法

2011年第8期 (总第144期) 大众科技 DAZHONG KE J No.8。2011 (Cumulatively No.1 44) 

配电网可靠性评估改进FMEA法 

杜健 

(广东电网公司深圳供电局,广东深圳518000) 

【摘要】配电网可靠性已得到越来越多的关注,文章介绍了常用的配电网可靠性评估方法:FMEA法,并给出了评价配 

电系统的可靠性指标。从可靠性角度,考虑电缆网和架空线网架结构的不同,分别提出了适用于电缆网和架空线路化简的一种 

方法,定义了电缆网/架空线的可整体对待的设备组合。以IEEE可靠性测试系统的算例验证了方法的有效性。 

【关键词】配电网;网络简化;可靠性评估;FM_EA法 

【中图分类号】TM732 【文献标识码】A 【文章编号】1008—1 151(201 1)08—012卜03 

配电网直接和用户相连,其可靠性直接影响供电可靠性。 

国外统计数据“ 表明,80%以上的停电事故是由配电系统引起 

的,对用户供电可靠性的影响也最大。而近年来,随着经济 

技术的发展,配电系统可靠性已得到越来越多的重视。 

对配电系统进行可靠性评估的方法可分为两大类:基于 

蒙特卡罗抽样的概率模拟法 和解析法。在解析法中,具体 

有网络等值法0 、故障模式一后果分析方法(failure mode 

effect analysis,FMEA)“ 、故障遍历算法 及最小路法” 

等方法。 

评价一种算法的主要标准是其计算精度与计算用时。解 

析法的优点是概念清晰,模型精度高,缺点是计算量随着规 

模的增大而急剧增加,且不易处理复杂互连网络的可靠性分 

析问题。其中,FEMA法是最常用的配电系统可靠性评估方法, 

适用于对简单辐射状主馈线系统进行可靠性评估。但其具有 

解析法的共性,由于配电网中带有复杂分值馈线系统的故障 

模式太多,而且当网络较复杂时其算法用时会成指数增长, 

给直接使用FMEA有一定的困难。为此,本文提出了改进的 

配电网可靠性评估方法

配电网可靠性评估方法

第6期(,营、第136期) 2006年12月 山 西 电 力 SHANXI EI ECTRIC POWER NO.6(Ser.136) Dec.2OO6 

配电网可靠性评估方法 

相晓鹏 ,邵玉槐 (1.运城供电分公司.山西运城044000;2.太原理工大学.山西太原030024) 摘要:对配电网的可靠性评估理论进行了研究,采用网络基本最小路求取网络最小割集.并采用 了这种基于最小割集的配电网实用的可靠性评估方法,认为配电网可靠性评估大多数的区别在于 如何模拟和划分故障模式上。 关键词:配电网;可靠性;评估;模型 中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1671-0320(2006)06—0001-04 

安全可靠的电网是维持国民经济发展以及人民 生活水平的重要保障。配电系统用户供电可靠性是 衡量供电系统对用户持续供电能力的一个主要指 标,也是供电企业的一项重要技术经济指标。体现 了配网技术、装备水平和企业管理水平,反映了城 市总体经济发展水平。由于输配电系统增长水平远 远低于用户容量的增长水平,在今后很长的一段时 期内,配电系统必将获得迅速的大规模的发展,而 配电系统可靠性工作是现代化配电系统管理的重要 手段,无疑也会获得重大的发展。 1 可靠性评估模型与指标[】 ] 电力系统的元件是多种多样的。根据配电网中 元件的功能,对其进行分类,可分为功率元件和操 作元件。由于在电力系统中所起的作用不同,对可 靠性的影响也大不相同。 1.1元件可靠性模型 1.1.1 功率元件 配电网中的功率元件包括变压器、输电线路、 母线、系统补偿器等。在可靠性评估中,还可以将 上一级评估的电源(或系统)视为具有一定可靠度 的功率元件。可采用三状态模型评估,其状态转移 模型如图1。 设正常运行状态、计划检修和故障恢复状态的 概率分别为P ,P ,P , 则 P、+PM+PR一1。 (1) 收稿日期:2006—08—20。修回日期:2006—09—20 作者简介:相晓鹏(1973一).男,山西临猗人.2005年毕业于太原理 工大学电力系统及其自动化专业,工程硕士,工程师; 邵玉槐(195l一).女,山西太原人,太原理工大学电气与动 力工程学院电气教研组组长,教授。 ^、 

基于分块关联矩阵的中压配电网可靠性评估分块算法

基于分块关联矩阵的中压配电网可靠性评估分块算法

唐建宇;洪灿;姚钪;陈曦

【期刊名称】《广东电力》

【年(卷),期】2013(026)012

【总页数】5页(P48-52)

【作 者】唐建宇;洪灿;姚钪;陈曦

【作者单位】;;;

【正文语种】中 文

配电网可靠性指标是整个电力系统结构及运行特性的集中反映,与用户的供电可靠性有直接的联系。据不完全统计[1],用户停电故障中80%以上是由电力系统中配电环节故障引起的。故障模式后果 分 析 (failure mode and effect

analysis,FMEA)算法是最常用的中压配电网可靠性评估方法,该方法利用元件可靠性数据,建立故障模式后果表,分析每个故障事件及其后果,然后综合形成可靠性指标。然而,对于当今复杂的配电网结构,故障模式后果表的建立将十分复杂[2]。文献[3-4]提出了基于最小路形成分块,但系统复杂时,求取最小路需花费大量时间。文献[5-6]给出配电网模糊可靠性评估算法,该算法用模糊数来模拟系统元件故障率,能得到较真实的可靠性指标,但评估效率有待提高。文献[7]提出基于贝叶斯网络来表示不确定性信息,并能进行不确定性推理的可靠性算法,当网络复杂时,该算法将面临严峻的挑战。配网结构决定了存在某些元件故障对负荷有相同的影响,这类元件的集合称为分块。文献[8]在邻接矩阵基础上形成网络的分块,以块为单位代替元件进行解析分析,到达高效评估复杂系统可靠性的目的。但该方法中利用N 度节点和边界节点的定义来搜索枚举的故障元件的前后单元时,计算过程过于繁琐。

本文提出了用一个分块关联矩阵来存储分块间的联结信息,并基于其快速搜索故障元件的前后向单元,确定故障影响范围,完成对复杂系统可靠性指标的计算的分块算法。

1 分块的形成及其参数

1.1 分块的形成[8]

邻接矩阵L 用于描述配电网节点间的联结关系,记L=(Lij)n×n。

a)Lij=0,节点i、j间无联结关系;

配网供电可靠性分析

龙源期刊网

配网供电可靠性分析

作者:孙亚恒

来源:《城市建设理论研究》2012年第35期

摘要:供电可靠性是考核供电系统电能质量的重要指标,是一个供电企业技术装备水平和管理水平的综合体现。在配网中,单个设备可靠性的高低,将会对配电网络中各负荷点的可靠性指标有着直接的影响,然而,设备的装备水平将会直接影响设备的检修周期。因此,先进的设备是使供电可靠性提高的物质保证。本文根据某市中压配电网数据进行分析,能够得到现状和规划电网的基本网络结构,利用理论可靠性计算,得出理论供电可靠性指标,可以通过规划方案的实施,该地区负荷供应能力会进一步提升,减少了故障停电和预安排停电的范围,从而提高了规划区的供电可靠性。

关键词:配电网;可靠性;评估分析;措施

中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:

0引言

配电系统用户供电可靠性直接反映了供电系统对用户的供电能力和服务质量,是一个供电企业技术装备水平和管理水平的综合体现。中压配电网位于电力系统的末端,直接与用户相连,整个电力系统对用户的供电能力和供电质量最终都必须通过它来实现和保障。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,用户对供电质量的要求也越来越高;同时,电力市场的逐步形成以及电价机制的完善,也对配电系统的可靠性提出了新的要求。这一切都要求在进行中压配电网规划和建设时必须把提高中压配电网的供电可靠性摆在十分重要的地位。

1供电可靠率

RS-1:计入所有对用户的停电影响的供电可靠率,即在统计期间内,对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值;

RS-2:不计外部停电影响的供电可靠率,即在统计期间内,不计外部影响时,对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值;

RS-3:不计系统电源不足限电影响的供电可靠率,即在统计期间内,不计系统电源不足限电影响时,对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值。

浅议配电系统可靠性的分析方法

电力建设 

浅议配电系统可靠性的分析方法 

张炯帆 

(成都电业局客户服务中心,四川成都610000) 

摘要:近年来,随着我国经济的飞速发展,人们的生活水平有了极夫程度的提高。与此同时,人们对供电可靠性的要求也越来越高。配 电系统作为整个电力系统最为重要的组成部分之一,其肩负着电能传输的重要使命.一旦配电系统出现故障,势必会对供电可靠性造 

成影响。因此,必须确保配电系统具备较高的可靠性,这就需要对配电系统的可靠性进行评估分析.基于此点,首先对配电系统可靠性 

进行概述,进而介绍了配电系统可靠性分析的主要内容和常用指标,并在此基础上对配电系统可靠性的分析方法展开研究。 关■堋:配电系统l研究l配电设备I模拟 

1配电系统可靠性概述 

配电系统是位于整个电力系统末壶f封,将输交电系统与用户 

端设备连接到一起,并借助输电线路向用户传送电能的一个系 

统。配电系统可靠性具体是指从供电端到用户端,包括变电站、 

高低压线路、进户线在内的整个配电系统及相关设备根据可按 

受标准及期望数量满足用户电力及电能需求的度量。按照电力 

部门的有关统计数据显示,配电事故给用户供电可靠性造成的 

影响最大,用户停电有将近80%左右都是因为配电系统发生故 

障引起的。具体而言,配电系统可靠性就是对系统充裕度的评 

估,即系统能够长时间满足用户电能需求的静态安全能力。配 

电系统是电力系统中最为重要的组成部分之一,其肩负着向用 

户输送电能的重要使命,一旦配电系统发生故障或是进行检修, 

都有可能导致用户供电中断。因此,配线系统的可靠性就显得尤 

为重要。一个可靠性较高的配电系统,其故障发生率和检修率都 

会相对较低,这样便可以减少用户停电的时间和次数。所以,构 

建配电系统时,必须对其进行可靠性评估,这是不可或缺的一个 

重要环节。只有保证配电系统具有足够的可靠性,其才能更好地 

完成向用户传输电能的任务,这样不但能够减少范围性停电事 

故的发生,而且还能给供电企业带来巨大的经济效益。由此可 

配电系统可靠性评估方法

浅谈配电系统可靠性评估方法

刘旭军

(大唐石门发电有限责任公司,湖南 常德 415300)

摘要:随着社会的发展,电力系统正在处于一个飞速发展的阶段,作为电力系统中最重要的

组成部分配电系统,其可靠性直接关系着整个电力系统的正常运行,配电系统如果不稳定将

会给电力系统带来巨大的经济损失。本文首先从配电系统常见的可靠性指标出发,探讨了当

前配电系统可靠性评估的常见方法。

关键词:配电系统;电力系统;可靠性,评估方法 中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2012)24-0001-01

1 常见配电系统可靠性指标

配电系统是用户与电力系统联系最重要的基础,它对整个用户的用电质量有着重要的

影响,因此,对配电系统的可靠性进行有效的研究就显得非常重要。对配电系统可靠性的评

价指标一般可以分为用户侧和系统侧两个方面。

1.1 用户侧可靠性指标

用户侧可靠性指标是对用户侧可靠性进行评估的基本指标,它是配电系统故障对某一

区域产生影响大小的重要反应,同时也是下一级配电系统可靠性评估的重要依据和指标。通

常用户侧可靠性指标有:用户侧故障率、用户侧故障导致的平均停电时间、用户侧年平均停

电时间等。

1.2 系统侧可靠性指标

系统侧可靠性指标是评价配电系统向用户供应和分配电能以及供电质量的重要依据,

系统侧可靠性指标更加注重从全局的角度对配电系统对整个电力系统的影响。系统侧可靠性

指标一般包括:电力系统平均停电频率、电力系统平均停电持续时间、用户平均停电频率、

用户平均停电时间、平均供电可用率等等。

2 配电系统可靠性评估的常见方法及改进

一般在实际的应用中,配电系统的拓扑结构较为复杂,对整个电网运行的影响因素较

多,因此,如果直接利用相关的可靠性指标公式进行计算将会非常复杂。近几年,一些相关

的研究工作取得了一定的进展,一些相关的学者和研究人员经过研究发现和总结了一些操作

方便和方法和改进技术,这些方式方法通过大量的实践验证,证明其具有一定的实用性和有

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