论文部分内容阅读
摘 要：随着城市用电负荷的迅猛增长，供电可靠性在生产管理工作中所占的位置越来越重要，但由于目前缺乏必要的统计数据和行之有效的分析方法，供电可靠性评估发展较为缓慢。在电力系统可靠性分析中，配电系统可靠性评估问题的受重视程度远远低于发输电系统。这主要是由于发电系统及输电系统的故障有时会引起严重的后果。 随着用户对供电质量要求的提高。配电系统的可靠性问题也越来越受到人们的重视。本文对配电系统可靠性的研究发展、特点和主要方法进行了简单的探讨。
关键词： 配电系统 ；可靠性研究； 评估方法
Abstract：With the rapid growth of city electricity load, power supply reliability in the production management plays more and more important role. However, due to the lacking of the necessary statistical data and effective analysis method at present, power supply reliability evaluation is developing slowly. In reliability analysis of power systems, the attention of power distribution system reliability assessment is much lower than the transmission system, which mainly because of power system and transmission system fault sometimes causing serious consequences. As the demand for increasing quality of power supply, distribution system reliability problem also got more and more attention. The study on the distribution system reliability development, characteristics and the main methods are discussed in this paper.
Keywords：power distribution system；reliability study；evaluation method
中圖分类号：U224.3+1 文献标识码： A 文章编号：
1、 电力系统可靠性的研究发展
1.1 电力系统可靠性的概念
电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。电力系统可靠性包括充裕度和安全性两个方面。电力系统除了作为传输工具将电能输送到各终端点以外. 还需维持适当的电压水平并在各回路的发热容许限度内承载负荷，而且还必须保持在系统的稳定极限之内。因此， 安全度评估是一个重要的领域， 但在可靠性指标的研究中， 还没有引起足够的重视。 由于电力系统极其庞大复杂， 即使使用大型计算机装置，也不足以完全现实和详密的把电力系统作为一个统一整体进行分析； 另一方面， 电力系统的各个子系统都有其不同的特点， 其故障模式、 可靠性指标以及分析方法也各有不同。电能产生于发电系统， 通过输电系统输送到各配电点， 再由配电系统提供给用户， 因此在研究电力系统可靠性问题时， 可以把系统分成发电系统、 输电系统和配电系统三大部分， 并且根据这几个部分各自的功能特点，分别对其进行可靠性评估。将上级系统计算得出的负荷点指标作为下级系统可靠性的输入指标.即可提供两个系统之间的可靠性评估联系数据。
1.2 电力系统可靠性研究的发展
电力系统可靠性的蓬勃发展是由电力系统的根本任务 —即尽可能经济而可靠的将电能提供给各种用户所决定的。用户对供电的要求， 一是保证供电的连续性， 二是保证电能的质量(频率和电压波动保持在规定的偏差之内)。随着电力系统不断向高电压、 远距离和大容量方向发展，在提供经济性的同时，安全可靠性问题也突出出来。电力系统的结构越复杂、 规模越大。发生事故的可能性越大。运行人员的误判断和误操作也越多。 这样往往由于一处发生事故。 就引起大面积长时间停电， 而危及社会秩序。另一方面， 其他工业部门对可靠性的研究和应用取得的成果。 也推动了电力系统可靠性的发展。
2、 配电系统可靠性研究的意义和任务
2.1 配电系统可靠性研究的意义
配电系统可靠性是指整个配电系统及设备按可接受标准及期望数量满足用户电力及电能需求能力的度量。配电系统可靠性主要评估充裕度。 它通过可靠性指标来体现。 因此许多专家都着重于研究发电系统和输电系统的可靠性， 对配电系统的评估做得不够。因此， 加强对配电系统可靠性的研究是未来电力市场化发展的需要。是保证供电质量、 实现电力工业现代化的重要手段，对促进和改善电力工业的生产技术和管理， 提高经济效益和社会效益， 进行配电网络的建设和改造有着重要作用。
2.2 配电系统可靠性研究的任务
配电系统可靠性评估的主要任务是： 1. 研究配电系统中元件和系统的可靠性计算模型。 用统计的方法获得元件的可靠性指标，在此基础上计算系统可靠性指标。2.找出配电系统中可靠性最薄弱的环节， 从而寻求提高系统可靠性的途径。3.研究可靠性和经济性之间的最佳平衡。在决定系统某一阶段的可靠性水平时， 考虑的也是可靠性配电系统可靠性评估的主要任务是： 1. 研究配电系统中元件和系统的可靠性计算模型。 用统计的方法获得元件的可靠性指标，在此基础上计算系统可靠性指标。2.找出配电系统中可靠性最薄弱环节， 从而寻求提高系统可靠性的途径。3.研究可靠性和经济性之间的最佳平衡。在决定系统某一阶段的可靠性水平时， 考虑的也是可靠性解析法是利用故障枚举进行状态的选择和估计。建立比较严格的数学物理模型来计算可靠性指标。解析法的主要优点是可以采用较严格的数学模型和一些有效的算法(包括近似法)对系统的可靠性进行比较周密的分析， 模型精度较高。计算相对比较简单。计算速度较快。在配电系统可靠性评估中， 解析法是最常用的方法， 可以进一步分为以下几类： 1、 网络等值法； 2、 状态空间法； 3.故障模式后果分析法； 4.最小路法； 5.最小割集法； 6.故障树分析法； 7.故障扩散法： 8.馈线分区法。
3.2 模拟法
模拟法是在计算机上模拟元件寿命过程的实际现实。并通过对模拟过程进行若干时间的观察。 估计所要求的可靠性指标。 因此模拟法是把过程当作系统的真实试验来处理。模拟法适用于以下计算： 1.需要模拟非指数型分布的可靠性参数； 2. 需要某些输出指标的分布函数或统计数据； 3.故障、 修复、 计划检修间存在着比较复杂的关系；4.对于大系统， 解析法有时显得十分复杂。不能很容易的建立数学模型， 有时即使建立了数学模型， 也难于获得数值解。 这时， 模拟法则成为一种有效的工具。模拟法十分灵活， 且不受系统规模限制， 它可以详细模拟事故前的备件、 发电和输电停运及运行中的实际问题。 但耗时多而且精度不高， 这种方法主要用于发、 输电组合系统及变电站的可靠性评估中。
3.3 混合法
混合法是蒙特卡罗模拟法与解析法的有机结合。其基本思想是用模拟法随机模拟系统的状态转移过程，而用解析法确定系统在模拟到的各状态中的平均持续时间， 并以此代替持续时间的抽样值。 混合法可以提高模拟效率， 减少模拟统计量的方差。
3.4 人工智能方法
近年来，人们尝试将人工智能的方法引入到可靠性分析领域。 出了所谓的人工神经网络评价可靠性的方法。它的核心是三层前向递网络和反向传播学习法则。神经网络方法的主要优点是可以得很高的精度。它还可以处理由于过负荷或故障引起的系统结构改和多个断路器同时跳开的问题。 但这种方法对历史数据要求较高。够处理的系统规模也有限。
4、现有评估方法存在的不足
（1）现有的供电系统可靠性评估方法或者以元件为单位计算，或者先对整个系统进行分析并等效后再计算。由于系统中元件数目众多、网络结构复杂，因此具有计算量大、计算过程烦琐的缺点。随着配电系统的迅速发展，这个缺点将进一步的突出，对于部分特别复杂的网络，采用现有的方法甚至很难得到评估结果。
（2）现有的供电可靠性评估方法没有深入考虑母线及开关的故障对于供电可靠性指标的影响。配电系统中的母线和开关数量众多，这些元件发生故障的概率虽然较小，但是发生后往往会造成大量负荷点同时停电，后果比较严重，因此忽略这些元件必然会造成评估结果的不准确。
（3）现有的供电可靠性评估方法大多没有根据系统运行中的实际情况考虑计划检修的影响，从而造成了评估结果不够完全真实。
5、结语
本文主要对电力系统可靠性的研究现状、 意义和任务、特点进行分析， 并对研究主要采用的方法进行了简单的探讨。
关键词： 配电系统 ；可靠性研究； 评估方法
Abstract：With the rapid growth of city electricity load, power supply reliability in the production management plays more and more important role. However, due to the lacking of the necessary statistical data and effective analysis method at present, power supply reliability evaluation is developing slowly. In reliability analysis of power systems, the attention of power distribution system reliability assessment is much lower than the transmission system, which mainly because of power system and transmission system fault sometimes causing serious consequences. As the demand for increasing quality of power supply, distribution system reliability problem also got more and more attention. The study on the distribution system reliability development, characteristics and the main methods are discussed in this paper.
Keywords：power distribution system；reliability study；evaluation method
中圖分类号：U224.3+1 文献标识码： A 文章编号：
1、 电力系统可靠性的研究发展
1.1 电力系统可靠性的概念
电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。电力系统可靠性包括充裕度和安全性两个方面。电力系统除了作为传输工具将电能输送到各终端点以外. 还需维持适当的电压水平并在各回路的发热容许限度内承载负荷，而且还必须保持在系统的稳定极限之内。因此， 安全度评估是一个重要的领域， 但在可靠性指标的研究中， 还没有引起足够的重视。 由于电力系统极其庞大复杂， 即使使用大型计算机装置，也不足以完全现实和详密的把电力系统作为一个统一整体进行分析； 另一方面， 电力系统的各个子系统都有其不同的特点， 其故障模式、 可靠性指标以及分析方法也各有不同。电能产生于发电系统， 通过输电系统输送到各配电点， 再由配电系统提供给用户， 因此在研究电力系统可靠性问题时， 可以把系统分成发电系统、 输电系统和配电系统三大部分， 并且根据这几个部分各自的功能特点，分别对其进行可靠性评估。将上级系统计算得出的负荷点指标作为下级系统可靠性的输入指标.即可提供两个系统之间的可靠性评估联系数据。
1.2 电力系统可靠性研究的发展
电力系统可靠性的蓬勃发展是由电力系统的根本任务 —即尽可能经济而可靠的将电能提供给各种用户所决定的。用户对供电的要求， 一是保证供电的连续性， 二是保证电能的质量(频率和电压波动保持在规定的偏差之内)。随着电力系统不断向高电压、 远距离和大容量方向发展，在提供经济性的同时，安全可靠性问题也突出出来。电力系统的结构越复杂、 规模越大。发生事故的可能性越大。运行人员的误判断和误操作也越多。 这样往往由于一处发生事故。 就引起大面积长时间停电， 而危及社会秩序。另一方面， 其他工业部门对可靠性的研究和应用取得的成果。 也推动了电力系统可靠性的发展。
2、 配电系统可靠性研究的意义和任务
2.1 配电系统可靠性研究的意义
配电系统可靠性是指整个配电系统及设备按可接受标准及期望数量满足用户电力及电能需求能力的度量。配电系统可靠性主要评估充裕度。 它通过可靠性指标来体现。 因此许多专家都着重于研究发电系统和输电系统的可靠性， 对配电系统的评估做得不够。因此， 加强对配电系统可靠性的研究是未来电力市场化发展的需要。是保证供电质量、 实现电力工业现代化的重要手段，对促进和改善电力工业的生产技术和管理， 提高经济效益和社会效益， 进行配电网络的建设和改造有着重要作用。
2.2 配电系统可靠性研究的任务
配电系统可靠性评估的主要任务是： 1. 研究配电系统中元件和系统的可靠性计算模型。 用统计的方法获得元件的可靠性指标，在此基础上计算系统可靠性指标。2.找出配电系统中可靠性最薄弱的环节， 从而寻求提高系统可靠性的途径。3.研究可靠性和经济性之间的最佳平衡。在决定系统某一阶段的可靠性水平时， 考虑的也是可靠性配电系统可靠性评估的主要任务是： 1. 研究配电系统中元件和系统的可靠性计算模型。 用统计的方法获得元件的可靠性指标，在此基础上计算系统可靠性指标。2.找出配电系统中可靠性最薄弱环节， 从而寻求提高系统可靠性的途径。3.研究可靠性和经济性之间的最佳平衡。在决定系统某一阶段的可靠性水平时， 考虑的也是可靠性解析法是利用故障枚举进行状态的选择和估计。建立比较严格的数学物理模型来计算可靠性指标。解析法的主要优点是可以采用较严格的数学模型和一些有效的算法(包括近似法)对系统的可靠性进行比较周密的分析， 模型精度较高。计算相对比较简单。计算速度较快。在配电系统可靠性评估中， 解析法是最常用的方法， 可以进一步分为以下几类： 1、 网络等值法； 2、 状态空间法； 3.故障模式后果分析法； 4.最小路法； 5.最小割集法； 6.故障树分析法； 7.故障扩散法： 8.馈线分区法。
3.2 模拟法
模拟法是在计算机上模拟元件寿命过程的实际现实。并通过对模拟过程进行若干时间的观察。 估计所要求的可靠性指标。 因此模拟法是把过程当作系统的真实试验来处理。模拟法适用于以下计算： 1.需要模拟非指数型分布的可靠性参数； 2. 需要某些输出指标的分布函数或统计数据； 3.故障、 修复、 计划检修间存在着比较复杂的关系；4.对于大系统， 解析法有时显得十分复杂。不能很容易的建立数学模型， 有时即使建立了数学模型， 也难于获得数值解。 这时， 模拟法则成为一种有效的工具。模拟法十分灵活， 且不受系统规模限制， 它可以详细模拟事故前的备件、 发电和输电停运及运行中的实际问题。 但耗时多而且精度不高， 这种方法主要用于发、 输电组合系统及变电站的可靠性评估中。
3.3 混合法
混合法是蒙特卡罗模拟法与解析法的有机结合。其基本思想是用模拟法随机模拟系统的状态转移过程，而用解析法确定系统在模拟到的各状态中的平均持续时间， 并以此代替持续时间的抽样值。 混合法可以提高模拟效率， 减少模拟统计量的方差。
3.4 人工智能方法
近年来，人们尝试将人工智能的方法引入到可靠性分析领域。 出了所谓的人工神经网络评价可靠性的方法。它的核心是三层前向递网络和反向传播学习法则。神经网络方法的主要优点是可以得很高的精度。它还可以处理由于过负荷或故障引起的系统结构改和多个断路器同时跳开的问题。 但这种方法对历史数据要求较高。够处理的系统规模也有限。
4、现有评估方法存在的不足
（1）现有的供电系统可靠性评估方法或者以元件为单位计算，或者先对整个系统进行分析并等效后再计算。由于系统中元件数目众多、网络结构复杂，因此具有计算量大、计算过程烦琐的缺点。随着配电系统的迅速发展，这个缺点将进一步的突出，对于部分特别复杂的网络，采用现有的方法甚至很难得到评估结果。
（2）现有的供电可靠性评估方法没有深入考虑母线及开关的故障对于供电可靠性指标的影响。配电系统中的母线和开关数量众多，这些元件发生故障的概率虽然较小，但是发生后往往会造成大量负荷点同时停电，后果比较严重，因此忽略这些元件必然会造成评估结果的不准确。
（3）现有的供电可靠性评估方法大多没有根据系统运行中的实际情况考虑计划检修的影响，从而造成了评估结果不够完全真实。
5、结语
本文主要对电力系统可靠性的研究现状、 意义和任务、特点进行分析， 并对研究主要采用的方法进行了简单的探讨。