考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法制造技术

本发明专利技术公开了一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法。提出考虑线路故障率的分布式电源配电网等效串并联结构，将分布式电源配电网进行等效处理获得串并联结构；然后分别计算配电网系统运行至少需要一台分布式电源的可靠性和配电网系统运行至少需要多台分布式电源的可靠性。本发明专利技术从时间以及精度上改进传统方法，减少了计算时间。

Distribution network reliability analysis algorithm with distributed power supply considering line fault rate

The invention discloses a distribution network reliability analysis algorithm with distributed power supply considering line fault rate. Considering the equivalent distributed power distribution network fault rate series parallel structure, the distributed power distribution network to obtain equivalent series parallel structure; then calculate the distribution system reliability and reliability requires at least one distributed power distribution network system requires at least more than one distributed power supply. The invention improves the traditional method from time and precision, and reduces the calculation time.

【技术实现步骤摘要】
考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法
本专利技术属于含有分布式电源的配电网可靠性计算领域，具体是涉及了一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法。
技术介绍
可靠性技术是在第二次世界大战后首先从航天工业和电子工业发展起来的，电力系统的任务是向用户提供源源不断、质量合格的电能。由于电力系统各种设备，包括分布式电源、变压器、输电线路、断路器等一次设备及与之配套的二次设备，都会发生不同类型的故障，从而影响电力系统正常运行和对用户正常供电。电力系统故障，对电力企业、用户和国民经济某些环节，都会造成不同程度的经济损失。随着社会现代化进程的加快，生产和生活对电源的依赖性也越来越大，而停电造成的损失也日益增大。因此，要求电力系统应有很高的可靠性。目前的可靠性分析算法主要集中于含有集中式电源的电力系统可靠性分析，但是随着分布式电源电的引入，原有的含有集中式电源的电力系统可靠性分析不在适用于含有分布式电源的电力系统可靠性分析，所以本专利技术提出一种新的可靠性分析算法，可以用于计算含有分布式电源的配电网的可靠性。现有部分算法可以用于计算含有分布式电源的配电网的可靠性，但是这类算法都是把分布式电源看成是系统的附加部分，并没有从整体上考虑分布式电源在配电网中的所带来的可靠性变化。所以本专利技术提出一种含有考虑线路故障率的分布式电源配电网等效串并联结构，将分布式电源等效为集中式电源，从而综合考虑配电网的可靠性。目前已有的算法是不考虑线路的故障的，忽略线路故障，近似认为是无故障线路，从而简化算法公式，但从精确角度考虑，线路的故障率仍需考虑入可靠性内，所以本专利技术提出考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法。现有技术的缺点总结如下：现有技术缺点1：传统可靠性计算的算法主要应用于含有集中式分布式电源的系统中，在含有分布式电源的配电网可靠性分析算法较少。(集中式分布式电源属于分布式电源固定位置，且集中在系统的发电侧，接入输电系统为用户进行供电。分布式电源是不直接与集中的输电系统相连的分布式电源，而分散在整个电力系统的用户侧，从而可以随时对电网进行电能补充。主要集中在配电网处。配电网是指在电力网中起分配电能的网络，其下一级电力网络就是用户侧。)现有技术缺点2：现在的含有分布式电源的配电网是将分布式电源和线路分开考虑，将分布式电源作为整个配电系统的附加部分，将分布式电源与不含分布式电源的配电网作为两部分，放开考虑，没有整体上将分布式电源和原有配电网的可靠作为一个整体来进行考虑。现有技术缺点3：现有技术忽略线路的故障率，这会在某些对可靠性要求很高的场合带来一定的误差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法，运用于在含有分布式电源的配电网的可靠性计算，先提出考虑线路故障率的含有分布式电源配电网等效串并联结构，再从系统为维持运行所需要的最少分布式电源数量进行可靠性计算。本专利技术采用的技术方案包括如下步骤：提出考虑线路故障率的分布式电源配电网等效串并联结构，将分布式电源配电网进行等效处理获得串并联结构；然后分别计算配电网系统运行至少需要一台分布式电源的可靠性和配电网系统运行至少需要m台分布式电源的可靠性，m≠1。所述将分布式电源配电网进行等效处理获得串并联结构，具体为：首先，将所述配电网线路等效成主要由主元件和附加元件通过串并联构成，主元件包括一个基础分布式电源和一系列的基础元件，一系列的基础元件均串联到基础分布式电源的同一端；附加元件为附加分布式电源，附加分布式电源均是并联到基础分布式电源或者基础元件上；然后，将基础分布式电源和并联在基础分布式电源上的附加分布式电源组成一个串并联子结构，将相并联在一起的多个附加分布式电源和同时并联在该多个附加分布式电源上的所有基础元件组成一个串并联子结构，具体实施中可能有附加分布式电源并联在多个相串联的基础元件上，由此将配电网等效为各个串并联子结构，串并联子结构如图2中的1、2、…、n标记的虚线框所示，由n个串并联子结构通过串联构成配电网。如图2所示，L1～Ln表示n个主元件，L1表示基础分布式电源，L2～Ln表示配电网线路上的基础元件，基础元件为原有配电网自带的输电线路或者变压器等元件，G表示附加分布式电源。图2中，第1个串并联子结构是由基础分布式电源L1和并联在基础分布式电源L1上的多个附加分布式电源G组成，第2个串并联子结构是由基础元件L2和并联在基础元件L2上的多个附加分布式电源G组成，以此到第n个串并联子结构。本专利技术中，由于基础元件是有原有配电网的输电线路和变压器等元件组成的等效线路，所以在考虑串并联结构中的线路故障率时，线路故障率是指等效后的线路故障率，即包含了原有输电线路和变压器等元件故障率后的综合故障率，所以本专利技术出现的线路故障率都是等效后的线路故障率。所述计算配电网系统运行至少需要一台分布式电源的可靠性，具体如下：若配电网运行至少需要一台分布式电源，则该配电网无法正常工作的情况就是每一台发电都无法正常工作或者电源的功率无法传输，即等效线路发生故障，所以在这种情况下，考虑线路故障率的含有分布式电源配电网等效串并联结构的可靠度：1.1)配电网由n个串并联子结构组成，按照以下方式进行处理获得至少需要一台分布式电源下，配电网系统正常工作的概率；①对于第n个串并联子结构：当第n个串并联子结构的所有分布式电源均故障，并第n个主元件Ln也故障，由此由于功率无法传输导致的配电网系统的故障概率为：式中，Qn表示当第n个串并联子结构的所有分布式电源均故障、第n个主元件Ln也故障的情况下配电网系统的故障率，i表示串并联子结构中分布式电源的序号，Nn表示第n个串并联子结构的分布式电源的总数，pi表示在该串并联子结构中的第i个分布式电源正常工作的概率，表示在第n个串并联子结构中的等效线路的正常工作的概率；②对于第n-1个～第1个串并联子结构中的任意一个：当第n个串并联子结构n中的所有分布式电源均故障，但第n个主元件Ln正常工作；并且第n-1串并联子结构中的所有分布式电源故障，但第n-1个主元件Ln-1正常工作；且第n-2串并联子结构中的所有分布式电源故障，但第n-2个主元件Ln-2正常工作；……；并且第k个串并联子结构中的所有分布式电源故障，但第k个主元件Lk故障的概率为：式中，Qk表示在第n～k+1个串并联子结构中的所有分布式电源均故障且主元件均正常工作、第k个串并联子结构中所有分布式电源故障、第k个主元件Lk故障情况下配电网系统的故障率，i表示串并联子结构的含有分布式电源的序号，Nn和Nn-1……Nk分别表示第n个、第n-1个、……、第k个串并联子结构的分布式电源的总数，pi表示对应串并联子结构中第i个分布式电源正常工作的概率，和分别表示在第n、n-1、……、k个串并联子结构中的等效线路的正常工作的概率；对于每个分布式电源，每一个串并联子结构中的附加分布式电源正常工作的概率为pi，Nh表示第h个串并联子结构的含有分布式电源的总数，h≤n，h表示串并联子结构的序数，i表示单个串并联子结构中分布式电源的序数，i≤Nh。1.2)针对每个串并联子结构刚满足“配电网系统正常运行至少需要1台分布式电源”的条件，重复上述步骤1.1)针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法，其特征在于包括如下步骤：提出考虑线路故障率的分布式电源配电网等效串并联结构，将分布式电源配电网进行等效处理获得串并联结构；然后分别计算配电网系统运行至少需要一台分布式电源的可靠性和配电网系统运行至少需要m台分布式电源的可靠性，m≠1。

【技术特征摘要】
1.一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法，其特征在于包括如下步骤：提出考虑线路故障率的分布式电源配电网等效串并联结构，将分布式电源配电网进行等效处理获得串并联结构；然后分别计算配电网系统运行至少需要一台分布式电源的可靠性和配电网系统运行至少需要m台分布式电源的可靠性，m≠1。2.根据权利要求1所述的一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法，其特征在于：所述将分布式电源配电网进行等效处理获得串并联结构，具体为：首先，将所述配电网线路等效成主要由主元件和附加元件通过串并联构成，主元件包括一个基础分布式电源和一系列的基础元件，一系列的基础元件均串联到基础分布式电源的同一端；附加元件为附加分布式电源，附加分布式电源均是并联到基础分布式电源或者基础元件上；然后，将基础分布式电源和并联在基础分布式电源上的附加分布式电源组成一个串并联子结构，将相并联在一起的多个附加分布式电源和同时并联在该多个附加分布式电源上的所有基础元件组成一个串并联子结构，由此将配电网等效为各个串并联子结构，由n个串并联子结构通过串联构成配电网。3.根据权利要求1所述的一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法，其特征在于：所述计算配电网系统运行至少需要一台分布式电源的可靠性，具体如下：1.1)配电网由n个串并联子结构组成，按照以下方式进行处理获得至少需要一台分布式电源下，配电网系统正常工作的概率；①对于第n个串并联子结构：当第n个串并联子结构的所有分布式电源均故障，并第n个主元件Ln也故障，由此导致的配电网系统的故障概率为：式中，Qn表示当第n个串并联子结构的所有分布式电源均故障、第n个主元件Ln也故障的情况下配电网系统的故障率，i表示串并联子结构中分布式电源的序号，Nn表示第n个串并联子结构的分布式电源的总数，pi表示在该串并联子结构中的第i个分布式电源正常工作的概率，表示在第n个串并联子结构中的等效线路的正常工作的概率；②对于第n-1个～第1个串并联子结构中的任意一个：当第n个串并联子结构n中的所有分布式电源均故障，但第n个主元件Ln正常工作；并且第n-1串并联子结构中的所有分布式电源故障，但第n-1个主元件Ln-1正常工作；且第n-2串并联子结构中的所有分布式电源故障，但第n-2个主元件Ln-2正常工作；……；并且第k个串并联子结构中的所有分布式电源故障，但第k个主元件Lk故障的概率为：式中，Qk表示在第n～k+1个串并联子结构中的所有分布式电源均故障且主元件均正常工作、第k个串并联子结构中所有分布式电源故障、第k个主元件Lk故障情况下配电网系统的故障率，i表示串并联子结构的含有分布式电源的序号，Nn和Nn-1……Nk分别表示第n个、第n-1个、……、第k个串并联子结构的分布式电源的总数，pi表示对应串并联子结构中第i个分布式电源正常工作的概率，和分别表示在第n、n-1、……、k个串并联子结构中的等效线路的正常工作的概率；1.2)重复上述步骤1.1)针对配电网系统正常运行所需要的1台分布式电源处于各个串并联子结构时的情况进行分别计算，然后采用以下公式计算配电网系统正常运行的可靠性：Rref1＝1-Qn-Qn-1-Qn-2-……Q1。其中，Qn表示当第n个串并联子结构的所有分布式电源均故障、第n个主元件Ln也故障的情况下配电网系统的故障率。4.根据权利要求1所述的一种考虑线路故障率的含分布式电源的配电网可靠性分析算法，其特征在于：所述计算配电网系统运行至少需要m台分布式电源的可靠性，m≠1，具体如下：2.1)所述配电网由n个串并联子结构组成，配电网系统运行至少需要m台分布式电源，且电能能够传输到用户端，按照以下方式进行处理获得该种情况下，配电网系统正...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡怡霜，丁一，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33