[发明专利]一种考虑机会维修策略的配电网供电可靠性评价方法

权利要求书

1.一种考虑机会维修策略的配电网供电可靠性评价方法，其特征在于该方法的步骤为：

第一步：配电网元件的故障率和可靠度建模：

构成配电系统的各电气元件的故障率主要受老化、预防性维修以及工作环境等因素的影响；这里只考虑老化对元件故障率的影响，采用参数                                                时的威布尔分布来描述，元件的故障率函数可表示为

                                         式(1)

式中，为部件的特征寿命参数，为部件的形状参数；当时，故障率函数随着运行时间的增加而增加；

可靠度是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率；它是时间的函数，记作，也称为可靠度函数；元件可靠度和其故障率之间的关系为

                                    式(2)

第二步： 分析配电网的所有维修模式，记录每种维修模式对各负荷点的停电影响，形成报表形式：

（1）明确配电网的机会区域，发生故障后或预防性维修后配电网划分为以下几类区域：

1)故障区域——A类：故障元件或达到预防性维修役龄的元件所在区域；

2)后向区域——B类：位于故障区域下游的区域；根据是否存在与其它馈线的联络，后向区域又分为B1类区域和B2类区域；B1类区域内存在与其它馈线的联络，故障发生后可切换到备用电源；B2类区域内不存在与其它馈线的联络；

3)前向区域——C类：位于故障区域上游，故障隔离后能够与母线构成连通；

4)无影响区域——D类：除去A、B、C类区域以外的区域；该区域内的负荷不受故障元件的影响，因此不停电；

（2）将A类、B2类区域称为“机会区域”，用表示；对机会区域内达到维修条件的元件进行机会维修，不会增加新的停电区域；

（3）用和分别表示元件的机会维修可靠度和预防性维修可靠度，且；和将元件的可靠度划分为三个区间，故障维修区间、机会维修区间以及预防性维修区间，用表示某一时刻元件的可靠度，则配电网的机会维修策略描述如下：

1) 若，元件发生故障时对其进行维修；

2) 若，对元件进行预防性维修；

3) 若，元件发生故障时对其进行故障维修，或者此时如有其他元件进行维修且元件包含在机会区域内，则对元件进行机会维修；

第三步：设定初始化仿真数据，包括：

仿真年限和仿真步长，计算仿真步数；

各元件故障率函数的参数和；

机会维修可靠度和预防性维修可靠度；

初始化模拟时钟、和；

运行状态时钟：模拟各个元件的运行状态，通过产生随机数交替得到和向前推进，各元件的同步；

可靠度时钟：模拟各个元件的可靠度随时间的变化情况，元件的可靠度时钟表示为，以仿真步长向前推进；各元件的异步，当有元件被修复时其可靠度时钟归零，重新计时；

系统运行时钟,以仿真步长向前推进，用于协调和，解决两者不同步推进的问题；

第四步 产生个区间内均匀分布的随机数，根据每个元件状态模型中的故障率参数求得个无故障运行时间；元件的无故障运行时间和修复时间由下式计算得到

                                       式(3)

式中，和分别表示元件的故障率和修复率参数，和均为间均匀分布的随机数；

第五步：找出最小的；系统运行时钟，其中k为仿真步数，且；

第六步： 计算时刻各元件的可靠度，元件在时刻的可靠度为；

第七步： 若，执行第八步；若，对元件进行故障维修或对元件进行预防性维修；

   确定机会区域，找出内可靠度落入机会维修区间的元件

   若内有个元件的可靠度落入机会维修区间内，则对这个元件进行机会维修；

   对于要维修的个元件：

.产生个随机数，根据修复率参数求得各自的修复时间；

.产生个随机数，根据失效率参数求得各元件新的运行时间，修正相关元件的运行时间；

.将已维修元件的可靠度时钟归零；

   查找维修模式影响表，记录失电负荷点的停电次数、停电时间、缺供电量等信息；

第八步：仿真步数加1，即；若，可靠度时钟，转第四步继续仿真；若，转第九步；

第九步：模拟过程结束，按式(4)至式(11)计算配电网的可靠性指标：

1) 负荷点的可靠性指标：

年平均故障率                      式(4)

年平均停电时间                  式(5)

2) 系统可靠性指标：

 系统平均停电频率指标(system average interruption frequency index，SAIFI)

                       式(6)

式中，为负荷点的年平均故障率，为负荷点的用户数，SAIFI的单位为次/户·年；

 系统平均停电持续时间指标(system average interruption duration index，SAIDI)

                式(7)

式中，为负荷点的年平均停电时间，SAIDI的单位为h/户·年；

 用户平均停电持续时间指标(customer average interruption duration index，CAIDI)

                式(8)

CAIDI的单位为h/次或min/次；

且CAIDI与SAIDI、SAIFI之间的关系为

                                     式(9)

 平均供电可用度指标(average service availability index，ASAI)

  式(10)

ASAI可以通过SAIDI直接计算得到，其单位为%；

 系统总电量不足指标(energy not supplied，ENS)

                   式(11)

式中为接入负荷点的平均负荷。