综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法。该方法主要包括：首先将城市电网分成输电网层、高压配网层和中压配网层；根据输电网的数据采用设定算法计算出输电网层的可靠性指标，将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源；高压配网层的终端母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述中压配网层的电源；根据中压配网层的数据采用设定算法计算出中压配网层的可靠性指标。本发明专利技术实施例提供的城市电网综合可靠性评估方法有效避免了只对输电网或者配电网单独进行可靠性评估的弊端，该方法综合考虑输电网对配电网的影响，能够真实地反映电力系统的供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法。
技术介绍
可靠性代表系统保证满足用户需求功能的能力，电力系统可靠性是对电力系统按照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性和安全性两个方面。充裕性是指电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力，同时考虑到系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运。充裕性又称静态可靠性，也就是在静态条件下电力系统满足用户电力和电能能量的能力。安全性是指电力系统承受突然发生扰动，例如突然短路或未预料短路或预料到的失去系统元件的能力，安全性也称动态可靠性，即在动态条件下经受住突然扰动并不间断地向用户提供电力和电能量的能力。电力系统可靠性指标用来评估量化评估电力系统的可靠性。负荷点可靠性指标主要包括负荷点平均故障率、负荷点平均故障持续时间和负荷点年平均停电时间。城市电网是电力系统的主要负荷中心，是一个包含发电、输电、配电的综合系统，其中，输电网的电压等级为220kV及以上，配电系统按电压等级来分主要包括高压配网(35-110KV)、中压配网(6-10KV)和低压配网(220V/380V)。城市电网的可靠性评估是指对城市电网系统的长期规划或者近期运行的可靠性水平进行预测和估计。电力系统的规模较大，同时由于电力系统是一个复杂、动态的系统，习惯上将电力系统分成若干子系统，根据这些子系统的功能分别评估各子系统的可靠性，上述子系统包括：发电系统、输电系统、发输电合成系统、配电系统和发电厂变电所电气主接线可靠性评估。在传统电力系统的可靠性评估方法中，由于各个子系统的接线方式和运行方式等存在很大的不同，其可靠性计算方法也不同。因此，评价其中任一子系统的可靠性时都假定其它的子系统是完全可靠的，没有考虑子系统之间的相互影响，这样虽然降低了研究的复杂程度，但是都不能真正的描述电网整体的可靠程度，并且显然不能真实地反映电力系统的实际状况。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法，以实现对城市电网的可靠性进行有效的评估。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法，包括：根据电压等级从高到底的顺序，将整个城市电网划分为输电网层、高压配网层和中压配网层；根据输电网的数据采用设定算法计算出输电网层的可靠性指标；将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，根据高压配网层的数据采用设定算法计算出高压配网层的可靠性指标；将高压配网层的终端母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述中压配网层的电源，根据中压配网层的数据采用设定算法计算出中压配网层的可靠性指标。进一步地，所述的输电网层的电压等级为220kV及以上电压等级，所述的高压配网层为220kV变电站以及110kV或35k配电网络，所述的中压配网层为110kV变电站以及10kV配电网络。进一步地，所述的根据输电网的数据采用设定算法计算出输电网层的可靠性指标，包括：根据输电网的潮流数据、元件故障数据及负荷数据，采用事故枚举算法对输电网层的可靠性进行评估，获取所述输电网层的可靠性指标，该输电网层的可靠性指标包括：输电网层母线处的电力不足概率、电力不足频率(次/年)、电力不足持续时间(小时/年)、每次电力不足持续时间(小时/次)、电量不足期望值(MWH/年)、每次电量不足期望值(MWH/次)。进一步地，所述的将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，包括：将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，所述高压配网层的等效电源的不可用率等于所述输电网层母线处的电力不足概率，所述高压配网层的等效电源的平均修复时间等于所述输电网层母线处的平均故障持续时间。进一步地，所述的将高压配网层的终端母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述中压配网层的电源，包括：将所述高压配网层母线的可靠性指标通过等效电源的方式，等效成所述中压配网层的电源，所述中压配网层的等效电源的不可用率等于高压配网层110kV变电站高压侧母线的电力不足概率，所述中压配网层的等效电源的平均修复时间等于高压配网层110kV变电站高压侧母线的平均故障持续时间。进一步地，采用故障模式影响分析法对中压配网层进行可靠性评估，获取配电网系统的可靠性指标，所述配电网系统的可靠性指标包括：平均停电频率指标、平均停电持续时间指标、平均供电可用率指标、系统电量不足指标和用户平均电量不足指标。进一步地，所述配电网系统的可靠性指标依据负荷点可靠性指标，按以下公式计算得到：(次/用户·年)(小时/用户·年)ENSI＝∑UiLa(i)(kWh/年)(kWh/用户·年)式中，Ni为负荷点i的用户数；λi为负荷点i的故障率；Ui为负荷点i的年停电时间；La(i)为连接在停电负荷点i的平均负荷kW，该平均负荷kW等于负荷点i的年度峰值负荷与负荷系数的乘积；SAIFI为所述配电网系统的平均停电频率指标；SAIDI为所述配电网系统的平均停电持续时间指标；ASAI为所述配电网系统的平均供电可用率指标；ENSI为所述配电网系统的电量不足指标；AENS为所述用户平均电量不足指标。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的城市电网综合可靠性评估方法异于传统评价方法只考虑输电网或只考虑配电网的情况，有效避免了只对输电网或者配电网单独进行可靠性评估的弊端，该方法综合考虑输电网对配电网的影响，能够真实地反映电力系统的实际状况。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。1.本专利技术提供的城市电网综合可靠性评估方法有效避免了输配电网单独进行可靠性评估的弊端。2.本专利技术提供的城市电网综合可靠性评估方法异于传统评价方法只考虑输电网或只考虑配电网的情况，综合考虑电网对配电网的影响，能够真实的反映电力系统的实际状况。3.本专利技术提供的城市电网综合可靠性评估方法侧重进行配电网用户侧可靠性指标计算，较为真实地反映“用户”可靠性水平。4.本专利技术提供的城市电网综合可靠性评估方法具有很好的可计算性和广泛适用性，其可靠性评估结果能够为规划设计和运行管理人员提供科学的决策依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法，其特征在于，包括：根据电压等级从高到底的顺序，将整个城市电网划分为输电网层、高压配网层和中压配网层；根据输电网的数据采用设定算法计算出输电网层的可靠性指标；将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，根据高压配网层的数据采用设定算法计算出高压配网层的可靠性指标；将高压配网层的终端母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述中压配网层的电源，根据中压配网层的数据采用设定算法计算出中压配网层的可靠性指标。

【技术特征摘要】
1.一种综合考虑发电、输电和配电系统的城市电网可靠性评估方法，其特征在于，包括：
根据电压等级从高到底的顺序，将整个城市电网划分为输电网层、高压配网层和中压配网层；
根据输电网的数据采用设定算法计算出输电网层的可靠性指标；将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，根据高压配网层的数据采用设定算法计算出高压配网层的可靠性指标；
将高压配网层的终端母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述中压配网层的电源，根据中压配网层的数据采用设定算法计算出中压配网层的可靠性指标；
所述的根据输电网的数据采用设定算法计算出输电网层的可靠性指标，包括：
根据输电网的潮流数据、元件故障数据及负荷数据，采用事故枚举算法对输电网层的可靠性进行评估，获取所述输电网层的可靠性指标，该输电网层的可靠性指标包括：输电网层母线处的电力不足概率、电力不足频率，单位次/年、电力不足持续时间，单位小时/年、每次电力不足持续时间，单位小时/次、电量不足期望值，单位MWH/年、每次电量不足期望值，单位MWH/次；
所述的采用事故枚举算法对输电网层的可靠性进行评估的具体处理过程包括：
a.根据输电网的数据信息，获取输电网的基础数据，该基础数据为事故枚举算法的输入数据，该基础数据包括负荷概率分布、基础潮流数据及线路、变压器、发电机的故障概率信息；
b.在一定负荷水平下，调整基础算例发电及负荷，确保基础算例潮流可解；
c.枚举事故设备，并根据事故的严重程度，对事故进行排序，形成预想事故集合；
d.在一种基础算例情况下，从预想事故集合中选取一个事故，测试这个事故是否能立刻引发系统故障，如果没有，就选择一个新的事故进行测试；
e.判断是否发生失负荷，如何没有，则返回步骤d，选择下一事故，如果有，则采取措施进行矫正，当通过矫正措施后，系统不需要进行负荷削减，则返回步骤d，除了削减用户负荷外，当任何方法都不能消除系统问题时，将其标记为故障，进行步骤f；
f.计算事故的严重程度，计算此事故模式下系统负荷的损削减位置，期望负荷削减量及故障持续时间；
g.判断是否完成该负荷水平下的事故集合中所有事故的测试和计算，如果没有，则返回步骤d；如果完成，形成该负荷水平下的可靠性指标；
所述的将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，包括：
将输电网层母线处的可靠性指标通过等效电源的方式转换成所述高压配网层的电源，所述高压配网层的等效电源的不可用率等于所述输电网层母线处的电力不足概率，所述高压配网层的等效电源的平均修复时间等于所述输电网层母线处的平均故障持续时间；
所述的根据高压配网层的数据采用设定算法计算出高压配网层的可靠性指标，包括：
根据输电网层的供电可靠性指标，将输电网层对高压配电网层可靠性的影响，换算为高压配电网层的变电站低压侧母线的可靠性指标UBus51...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷为民，苗友忠，罗玮，王信，孙瑜，寇凌岳，张沛，姜瑞敏，邓晓洋，张大海，王小君，王澍，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司，北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11