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专利号: 2018102132535
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑多功能配电自动化的配电网供电可靠性计算方法,其特征在于:包括如下步骤,

步骤1:根据给定目标配电网的开关类型判断所配置的自动化功能模式;所述开关类型包括A类开关、B类开关、C类开关和D类开关,A类开关对应自动转供模式,具有最短的定位隔离时间和转供时间;B类开关对应自动隔离模式,具有较短的定位隔离时间和转供时间;C类开关对应自动定位模式,具有较长的定位隔离时间和转供时间;D类开关对应非自动化模式,具有最长的定位隔离时间和转供时间;所述自动化功能模式包括非自动化模式、自动定位模式、自动隔离模式和自动转供模式;

步骤2:根据确定的自动化功能模式计算主馈线元件故障下的负荷点可靠性计算所采用的参数;

步骤2.1:根据步骤1中给定的开关类型划分隔离区;所述隔离区以开关为边界进行划分,开关间的元件集合为一个区域,相邻开关间的区域称为最小隔离区,通过A类开关进行隔离的区域称为A类隔离区,通过B类开关进行隔离的区域称为B类隔离区,通过C类开关进行的区域称为C类隔离区,通过D类开关进行隔离的区域称为D类隔离区步骤2.2:主馈线元件发生故障时,根据步骤2.1中划分的隔离区,以自动化功能模式为依据,由A至D搜索隔离区,直至搜索到故障元件所在的最小隔离区,不同类型隔离区的负荷点j进行可靠性计算采用对应故障元件的故障率 和故障停运时间 ;

若线路配置A类开关且故障位于A类隔离区内,则A类隔离区上游负荷点集合 对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、自动转供模式下的故障定位隔离时间;下游负荷点集合 对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、自动转供模式下的转供时间 ,公式如下:=   ,  ∈  (1)=  ,  ∈ (2)

=  ,  ∈  (3)

=   ,  ∈  (4);

若线路配置B类开关且故障位于B类隔离区内,则B类隔离区上游负荷点集合 对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、自动隔离模式下的故障定位隔离时间;下游负荷点集合 对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、自动隔离模式下的转供时间 ,公式如下:=   ,  ∈  (5)=  ,  ∈  (6)

=  ,  ∈  (7)

=   ,  ∈  (8);

若线路配置C类开关且故障位于C类隔离区内,C类隔离区上游首遇开关至其上游首遇自动化等级更高的开关间的区域内负荷点集合为 ,其中,若无自动化等级更高的开关则取线路首端开关,该负荷点集合对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、自动定位模式下的故障定位隔离时 ;隔离区下游首遇开关至其下游首遇自动化等级更高的开关间的区域内负荷点集合为 ,其中,若无自动化等级更高的开关则取线路末端开关,该负荷点集合对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、自动定位模式下的转供时间 ,公式如下:

=  ,  ∈  (9)

=   ,  ∈  (10)=  ,  ∈  (11)=   ,  ∈ (12);

若线路配置D类开关且故障位于D类隔离区内,D类隔离区上游首遇开关至其上游首遇自动化等级更高的开关间的区域内负荷点集合为 ,其中,若无自动化等级更高的开关则取线路首端开关的区域,该负荷点集合对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、无自动化模式下的故障定位隔离时间 ;隔离区下游首遇开关至其下游首遇自动化等级更高的开关间的区域内负荷点集合为 ,其中,若无自动化等级更高的开关则取线路首端开关,该负荷点集合对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件 的故障率 、无自动化模式下的转供时间 ,公式如下:=   ,  ∈  (13)=   ,  ∈  (14)=  ,  ∈  (15)=  ,  ∈ (16);

由A至D不断缩小隔离区范围,最后搜索至故障元件 所在的最小隔离区,该隔离区中的负荷点集合为 ,则这些负荷点在该元件故障时对应的故障率、故障停运时间分别取故障元件的故障率 、元件修复时间 ,公式如下:=  ,  ∈  (17)=   ,  ∈  (18);

步骤3:根据确定的自动化功能模式确定分支线元件故障下的负荷点可靠性计算所采用的参数;

步骤3.1:对于系统分支线元件故障,当故障元件上游首遇D类开关、首遇C类开关或首遇B类开关时,分别将分支线划分为D类分支隔离区、C类分支隔离区或B类分支隔离区;

步骤3.2:根据步骤3.1中划分的分支隔离区,以故障元件所在最小隔离区为起点进行隔离区搜索,对不同类型隔离区的负荷点j进行可靠性计算采用对应故障元件的故障率和故障停运时间 ;

故障元件所在最小隔离区及其下游区域内负荷点集合 的可靠性计算参数取分支线故障元件的故障率 和该元件修复时间 ,公式如下=  ,  ∈ (19)

=   ,  ∈ (20);

对于D类分支隔离区,其上游首遇开关至其上游首遇自动化等级更高的开关间区域负荷点集合 的可靠性计算所用参数取分支线故障元件的故障率 、无自动化模式下的故障定位隔离时间 ,公式如下:=  ,  ∈ (21)

=  ,  ∈ (22);

对于C类分支隔离区,其上游首遇开关至其上游首遇自动化等级更高的开关间区域负荷点集合 的可靠性计算参数取分支线故障元件的故障率 、自动定位模式下的故障定位隔离时间 ,公式如下:

=  ,  ∈  (23)=  ,  ∈ (24);

对于B类分支隔离区,B类分支隔离区外的负荷点集合 的可靠性计算参数取分支线故障元件的故障率 、自动隔离模式下的故障定位隔离时间 ,公式如下:=  ,  ∈  (25)=   ,  ∈  (26);

若分支线上游无B类开关,则该分支线元件故障会导致该分支线所接入的主馈线段停电;

1)主馈线若有A类隔离区,则A类隔离区外负荷点集合可靠性参数取值为:A类隔离区上游负荷点集合 取分支线故障元件的故障率 、自动转供模式下的故障定位隔离时间 ;A类隔离区下游负荷点集合 取分支线故障元件 的故障率 、自动转供模式下的转供时间,公式如下:

=   ,  ∈  (27)=   ,  ∈  (28)=  ,  ∈  (29)=   ,  ∈  (30);

2)主馈线若有B类隔离区,则B类隔离区外负荷点集合可靠性参数取值为:B类隔离区上游负荷点集合 取分支线故障元件的故障率 、自动隔离模式下的故障定位隔离时间 ;B类隔离区下游负荷点集合 取分支线故障元件的故障率 、自动转供模式下的转供时间,公式如下:

=  ,  ∈  (31)=  ,  ∈  (32);

=  ,  ∈ (33)

=   ,  ∈  (34);

对于A、B类隔离区中还未取值的负荷点集合 ,

1)若所在分支线上有C类开关,则未取值负荷点集合的可靠性计算参数取分支线故障元件的故障率 、自动定位模式下的故障定位隔离时间 ,公式如下:=   ,  ∈  (35)=   ,  ∈  (36);

2)若所在分支线上仅有D类开关,则未取值负荷点集合的可靠性计算参数取分支线故障元件的故障率 、无自动化模式下的故障定位隔离时间 ,公式如下:=   ,  ∈  (37)=   ,  ∈ (38);

步骤4:根据步骤2和步骤3中的可靠性参数计算目标配电网的可靠性指标;

所述步骤4中计算可靠性数值的具体过程为:对系统元件数为n、负荷点数为m的目标网架,对每一个元件进行故障假设,重复进行步骤2或步骤3,确定每一个元件故障情况下,各负荷点可靠性计算的参数;

定义负荷点j的可靠性参数为停电率 ,每次故障停电时间 和年平均停电时间 ,其中j=1,K,i,Km;

等于每个系统元件故障对该点故障率产生影响的叠加,公式如下,     (39);

等于每个系统元件故障对该点停电时间产生影响的叠加,公式如下,      (40);

年平均停电时间 公式如下,(41);

根据得到的负荷点可靠性指标,并结合基础数据中负荷点接入用户数Nj,计算系统的可靠性指标如下:

平均系统停电频率指标SAIFI为:平均系统停电持续时间指标SAIDI为:平均供电可用率指标ASAI为:其中,SAIDI为平均系统停电持续时间指标。