[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种考虑机会维修策略的配电网供电可靠性计评价方法。

背景技术

配电系统是电力系统向用户供应电能和分配电能的重要环节，随着用户对供电质量要求的提高，配电系统的可靠性问题越来越受到人们的重视。合理地安排维修计划不仅可以降低维修成本，还可以大大提高配电网的供电可靠性。目前，配电网的维修理论得到了迅速的发展，除了传统的故障维修、定期维修以外，还有优化维修、状态维修等。

然而，配电网可靠性计算方法的研究相对比较滞后，现有方法无法更多考虑维修策略的影响。

目前现有技术中有一种基于状态持续时间抽样的序贯蒙特卡洛法，其实现过程为：根据配电系统中各个元件的可靠性参数（这些参数一般从历史数据中得来），通过产生随机数的方式来模拟单个元件失效状态的变化序列，进而按照时间顺序，分析元件故障对系统可靠性的影响，最后通过多年的故障情况统计，计算系统可靠性指标的均值。

现有的配电网供电可靠性计算方法主要分为Monte Carlo模拟法和解析法，解析法有故障模式影响分析法、网络等值法、最小路法和状态空间法等。这些方法大多只考虑了元件故障对负荷点的停电影响，无法考虑预防性维修、机会维修等影响因素。因此对于采用机会维修策略的配电网，用以往的可靠性评估方法计算得到的可靠性指标不合理。

发明内容

本发明的发明目的就在于针对现有技术的缺陷，在充分考虑配电网机会维修策略影响因素的基础上，采用序贯蒙特卡洛法、元件的时变可靠度、机会区域识别等技术手段，提出了考虑机会维修策略的配电网供电可靠性评价方法，旨在精确评估机会维修策略对配电网供电可靠性的影响。

本发明的技术方案为：本发明一种考虑机会维修策略的配电网供电可靠性计算方法，其步骤如下:

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、机会更换区间以及预防性更换区间，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。