中压配电网可靠性评估若干问题研究

发布时间：2017-08-26 05:18

  本文关键词：中压配电网可靠性评估若干问题研究

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【摘要】：近年来,随着经济社会的发展,用户对供电可靠性的要求日益增高,而绝大部分用户停电事故是由配电网故障引起的,因此,配电网可靠性评估具有重要意义。为此,本文对中压配电网可靠性评估中的若干问题进行了研究。在中压配电网可靠性评估中是否应该考虑多重故障的影响,国内外学者尚未得出一致结论。本文首先开展了多重故障的影响研究。论证了常用的串联系统平均故障率计算公式可求得所有单重和多重故障对应的故障率之和。针对放射式和“闭环设计、开环运行”中压配电网,将影响负荷点年平均停电持续时间的多重故障分为串联系统多重故障和并联系统多重故障。对于串联系统多重故障,推导了考虑所有多重故障影响的系统年平均停电持续时间精确计算公式,而常用计算公式只含其一阶项,明确指出其k阶项并不对应于k重故障。另外,分析了并联系统多重故障对负荷点年平均停电持续时间的影响,并推导了相关计算公式。采用典型配电网络和可靠性参数的计算分析表明,一般情况下,串联系统年平均停电持续时间常规计算造成的误差以及并联系统多重故障对负荷点年平均停电持续时间的影响都较小。现有含分布式电源的配电网可靠性评估研究大多针对孤岛运行特性,然而在目前及近期的实际系统中,孤岛运行方式少有采用。为此,本文开展了基于分布式电源并网运行的可靠性评估研究。在忽略分布式电源自身停运的情况下,并网运行分布式电源主要通过设备容量约束影响可靠性水平。由于分布式电源出力具有随机性,随着其数量的增加,计算量将显著增大,为此本文提出了提高计算效率的可靠性评估算法:将所有馈线分为放射式馈线和存在联络关系的若干个馈线集合;对于有联络馈线集合中未通过转供容量约束校验的馈线,提出了含出力恒定分布式电源的馈线容量约束考虑方法,并引入点估计法考虑分布式电源出力随机性;最终推导得到了能同时考虑停运馈线和联络馈线容量约束、分布式电源出力随机性及其恢复并网时间影响的负荷点年平均停电持续时间计算公式;对于其它馈线,则不考虑并网运行分布式电源对可靠性指标的影响。算例验证了所提算法的实用性和有效性,且经分析表明:并网运行的分布式电源并非总是有利于供电可靠性的提高。由于中压配电网可靠性评估数据录入繁琐且收集困难或缺乏,大规模配电系统可靠性指标的近似估算显得实用和必要,而已有的估算方法考虑开关类型单一,在考虑容量约束等方面存在不足。为此,本文最后开展了计及多类开关和容量约束的中压配网可靠性估算解析模型研究。提出了根据典型供电区域和典型接线模式的馈线分类原则,将大规模中压配电网的可靠性评估等效为各类馈线可靠性指标计算的加权平均。首先,在忽略设备容量约束和负荷变化的前提下,分别建立了各典型接线模式馈线故障和预安排停运对应的系统平均停电持续时间指标(SAIDI)和系统平均停电频率指标(SAIFI)的基本估算模型。对于架空系统,考虑了不同类别的开关以及大分支的影响,且对于断路器和负荷开关的故障,分断路器和负荷开关紧邻两侧配置和未配置隔离开关两种情况;对于电缆系统,则考虑了环网柜内开关为断路器、负荷开关及其组合的情况。其次,建立了考虑设备容量约束和负荷变化的扩展模型。计算结果表明:所提估算模型仅需较少的数据就可得到具有较小误差的可靠性指标,提高了计算效率;采用精细的典型供电区域划分方式,有利于减小估算误差。
【关键词】：中压配电网 可靠性评估 多重故障 分布式电源 可靠性估算
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.2.1 多重故障对中压配电网可靠性评估的影响12
• 1.2.2 中压配电网可靠性评估12-14
• 1.2.3 大规模中压配电网可靠性估算方法14-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 2 配电网可靠性评估理论基础17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 可靠性函数17-18
• 2.3 评估参数、指标及方法18-20
• 2.3.1 评估参数18
• 2.3.2 评估指标18-20
• 2.3.3 评估方法20
• 2.4 串并联系统常用计算公式20-21
• 2.5 点估计法21-22
• 2.5.1 基本原理21-22
• 2.5.2 三点估计法22
• 2.6 停电过程描述22-23
• 2.6.1 开关功能介绍22-23
• 2.6.2 停电过程描述23
• 2.7 本章小结23-25
• 3 多重故障对中压配电网可靠性评估的影响研究25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 串联系统平均故障率公式及其讨论25-26
• 3.3 多重故障分类26-28
• 3.3.1 基于负荷点的元件分类26-27
• 3.3.2 基于负荷点的多重故障分类27-28
• 3.4 年平均停电持续时间28-32
• 3.4.1 串联系统多重故障28-29
• 3.4.2 并联系统多重故障29-32
• 3.5 算例分析32-34
• 3.5.1 假设条件32
• 3.5.2 算例 1：串联系统年平均停电持续时间误差评估32-33
• 3.5.3 算例 2：并联系统多重故障影响评估33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 4 基于DG并网运行的中压配电网可靠性评估混合算法35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 总体思路和方法35-38
• 4.2.1 问题分析35
• 4.2.2 总体思路和方法35-38
• 4.3 含出力恒定DG的允许负荷转供率计算38-41
• 4.3.1 无DG影响的容量约束考虑方法39
• 4.3.2 含出力恒定DG的允许负荷转供率计算39-41
• 4.4 考虑出力不确定DG影响的可靠性评估41-42
• 4.4.1 点估计法应用思路41
• 4.4.2 可靠性指标计算41-42
• 4.5 算例分析42-46
• 4.5.1 算例 3：馈线分类效果42-43
• 4.5.2 算例 4：改进的RBTS-Bus 243-46
• 4.5.3 算例 5：计算时间测试46
• 4.6 本章小结46-49
• 5 计及多类开关和容量约束的中压配网可靠性估算解析模型49-89
• 5.1 引言49
• 5.2 估算思路及相关条件49-52
• 5.2.1 线路结构定义49-50
• 5.2.2 总体思路50-51
• 5.2.3 假设条件51-52
• 5.3 故障停运可靠性指标基本估算模型52-71
• 5.3.1 架空系统52-61
• 5.3.2 电缆系统61-70
• 5.3.3 考虑双电源的影响70-71
• 5.4 预安排停运可靠性指标基本估算模型71-73
• 5.4.1 模型 1（以线路长度为停运单位）71-72
• 5.4.2 模型 2（以线路分段为停运单位）72-73
• 5.4.3 考虑双电源和带电作业的影响73
• 5.5 考虑设备容量约束和负荷变化的扩展估算模型73-75
• 5.5.1 不能转供负荷比例计算74-75
• 5.5.2 基于转供比例的SAIDI计算75
• 5.6 系统指标75-76
• 5.7 算例分析76-87
• 5.7.1 算例 6：不同开关类型影响76-77
• 5.7.2 算例 7：设备容量约束和负荷变化影响77-78
• 5.7.3 算例 8：实际架空配电系统78-83
• 5.7.4 算例 9：实际电缆配电系统83-87
• 5.8 本章小结87-89
• 6 结论与展望89-91
• 6.1 结论89-90
• 6.2 展望90-91
• 致谢91-93
• 参考文献93-99
• 附录99
• A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录99
• B．作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目99

【参考文献】

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本文编号：739882