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考虑容量及电压约束的配电网可靠性评估前推故障扩散法研究

考虑容量及电压约束的配电网可靠性评估前推故障扩散法研究

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作者：赵华重庆大学

学位级别：硕士

随着配电系统故障对用户及社会造成的影响不断增大，配电系统的可靠性也越来越受到人们的关注和重视。因此，研究一种计算量不大、结果比较符合实际情况的配电网可靠性评估算法显得十分必要。全面查阅国内外可靠性评估方法的研究资料，... 详细信息

随着配电系统故障对用户及社会造成的影响不断增大，配电系统的可靠性也越来越受到人们的关注和重视。因此，研究一种计算量不大、结果比较符合实际情况的配电网可靠性评估算法显得十分必要。全面查阅国内外可靠性评估方法的研究资料，指出了中压配电网可靠性评估的特点，并定义了复杂配电网的概念，介绍了配电网可靠性评估方法的研究现状，主要在网络连通性分析方面对解析法中的几种常用方法进行了分析比较，并提出了这些方法的适用范围。针对现有方法一般存在网络拓扑搜索次数大和潮流计算量大的问题，本文提出了一种考虑容量及电压约束的配电网可靠性评估前推故障扩散法。首先，为了方便快速地进行网络拓扑搜索，采用了一种有效的节点编号法对网络节点进行优化编号。其次，按照节点新编号由大到小的顺序，采用父向搜索的方式进行网络元件遍历：当搜索到某节点时，主要根据其父支路上的开关设置情况判断其下游各节点是否可并入其父支路元件和父节点的停电范围和隔离范围。然后，将各节点按其停电时间受停运元件的不同影响（分别为不受影响、感受到定位隔离时间加相应上游开关切换时间、定位隔离时间加相应联络开关切换时间和元件停电持续时间）分为四类。另外，提出了考虑设备载流量、节点电压约束和日负荷曲线影响的快速搜索和计算方法：从各分支线末端仅需进行一次父向搜索即可计算并记录与各主干线节点直接相连各分支线的最大电压降;利用父向搜索可方便快速的从联络线两端识别并估算主干线功率和节点电压的变化，并根据事先记录下的节点分支线最大电压降自动考虑各分支线节点的电压约束;日负荷曲线对潮流的影响可基于最大负荷潮流和全局系数近似估算各时段潮流。最后利用节点分类结果、考虑容量及电压约束时可转供负荷的比例近似加权计算各节点的年停电时间。提出的算法在寻找各元件的停电、隔离和转供范围时一般仅需几次网络元件遍历，且遍历次数与网络规模弱相关，可显著减小大规模配电网可靠性评估所需要的网络遍历次数和考虑设备载流量、节点电压约束和日负荷曲线影响时的搜索时间和计算量。使用本文提出的算法分别在忽略和考虑容量及电压约束两种情况下对两个典型配电网络进行了可靠性评估，并将计算结果与其他文献进行了分析比较。结果表明，提出的算法在满足工程精度要求的条件下可减小了大规模复杂配电系统可靠性评估的计算量。

关键词：配电网可靠性评估前推故障扩散法容量及电压约束网络元件遍历

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高压配电网可靠性快速评估方法研究

高压配电网可靠性快速评估方法研究

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作者：昝贵龙重庆大学

学位级别：硕士

高压配电网一般指35kV10kV电压等级的配电网[1],是连接输电网和中压配电网的枢纽,其可靠性直接影响电网的供电能力,因此研究高压配电网可靠性评估算法十分必要。现有电网可靠性评估方法主要针对中压配电网和主网,中压配电网可靠性评估... 详细信息

高压配电网一般指35kV10kV电压等级的配电网[1],是连接输电网和中压配电网的枢纽,其可靠性直接影响电网的供电能力,因此研究高压配电网可靠性评估算法十分必要。现有电网可靠性评估方法主要针对中压配电网和主网,中压配电网可靠性评估方法一般仅考虑一阶故障,主网可靠性评估方法需考虑多重故障但计算量大。本文在深入分析了高压配网特点基础上,充分考虑了混合算法的快速准确与高压配电网特点的巧妙结合,实现了高压配电网可靠性的有效评估。针对高压配电网特点,本文分别从故障阶数、网络结构和停电时间三个方面提出了状态空间截断的方法:分析了多重故障对高压配电网可靠性的影响,指出对于高压配电网可靠性评估应考虑到的合理故障阶数为二阶;提出了一种快速确定二阶故障有效支路组合的网络拓扑搜索方法,并对每组有效支路组合建立了一种元件组合树以确定有效元件组合;若某二阶故障有效状态停电时间占比小于设置的阈值,可直接忽略。然后,对需要考虑的二阶故障有效状态提出了利用一阶故障隔离范围进行推导以快速获得二阶故障隔离范围的方法。算例表明,提出的方法对状态空间进行了有效截断,同时避免了确定隔离范围时重复拓扑搜索,对高压配电网可靠性的有效评估具有重要的意义。现有可靠性评估算法考虑容量及电压约束的方法一般针对主网和中压配电网,主网考虑容量约束时通常采用基于潮流的线性甚至非线性规划算法,中压配电网考虑容量约束时一般只考虑了单一方向的负荷转供。鉴于目前高压配电网可靠性评估研究较少,本文提出了一套新的考虑容量及电压约束的可靠性评估快速混合算法:基于高压配电网分区供电特点,将大规模电网转换为多个小规模电网;提出将线路允许电压损耗转化为相应的容量约束,之后的算法不再考虑电压约束;提出基于虚拟初始闭环潮流的元件冗余容量进行容量约束保守校验,快速筛选出部分不受容量约束的故障状态;将网流法引入高压配电网可靠性评估,利用最大流模型进行容量约束详细校验;最后采用消圈法进行最小切负荷快速计算。算例结果表明,提出的方法可显著减少计算量。本文针对高压配电网典型接线可靠性简化公式进行了分析和推导。由于高压配电网备用较多且负荷转供时间较短,元件二阶故障占比较大,因此本文将一阶故障和二阶故障简化公式分列,读者可以根据工程实际需求自行选择是否考虑二阶故障。而且,针对相关导则中常用典型接线方式,推导了其简化公式,据此工程师无需精通可靠性理论或相应软件的使用即可手算典型接线可靠性指标,有较大实用价值。算例表明了本文简化公式的有效和实用。

关键词：高压配电网可靠性评估状态空间截断隔离范围推导容量及电压约束

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