馈线分区的含义就是以开关装置作为边界将配电网网络进行划分,然后对每个区域进行故障概率计算。这样就将大大加快单位故障概率的分析速度。因此本文将用馈线分区的思想进行元件故障概率计算。
3。2。2 配电网馈线分区
配电系统中保证线路正常运行的开关有断路器和隔离开关等。如下图3。3就是一个配电网馈线结构图。
图3。3 配电网馈线结构图
图3。3中有:主馈线有L1、L2、L3,分支馈线有L4、L5、L6,变压器T1、T2、T3,b1为断路器,c1为常开的开关,s1和s2是两个手动隔离开关,r1为熔断器。
馈线分区的步骤如下:
(1)首先将开关进行分类。配电网中的开关可以分为自动开关、手动开关和联络开关,比如断路器、熔断器等等。
(2)凡是遇到开关,就将两个开关之间化作一个分块,如图3。4。
图3。4 馈线分块实例
3。2。3 馈线分区的故障概率计算
对于分块的故障概率计算相对简单,只要将每个分块区域中所有的元件故障率相加就可以了。所以每个分块的故障率可表示为:
其实代表线路i的故障率,代表的是变压器j的故障率,m为分块区域的总数。例如图4-4中一共有这四个分区,则结合上面电路图得出具体每块故障率为:
3。2。4 配电网负荷点故障概率
在配电网风险评估中,故障模式后果分析法运用很广泛。此法通过对故障后果进行分析,得出某故障对负荷的影响。在进行配电网故障概率计算时,运用基于故障区域的分析算法计算出负荷点的故障率。
对于某个负荷点的故障停电概率为:
其中“1”代表故障状态,“0”代表正常运行状态,表示负荷点i的故障概率,代表分块j的正常运行概率,代表断路器、熔断器、开关的正常运行概率。这样算出所有负荷点的故障概率之后,系统的故障概率就为: (3-10)文献综述
3。3 本章小结
本章首先介绍了元件停运模型,然后提出受天气条件影响下的元件故障率的计算方法,最后提出本课题运用的分块思想,总结出整个配电网故障概率的计算公式。
4 基于蒙特卡洛模拟法的配电网故障概率计算
蒙特卡洛模拟法又称随机抽样,它的本质就是使用随机数来进行数学或物理问题的近似求解。它有一个很显著优点就是蒙特卡洛模拟法计算的收敛速度和误差比较稳定,不会随系统的复杂度而改变,因此很适合于如今越来越复杂的配电网系统;其次尽管蒙特卡洛模拟法的程序数学模型相对简单,但其是用随机数来模拟工程结果,因此计算结果更加符合实际。综上所述蒙特卡洛模拟法在规模日趋扩大的配电网系统中得到广泛的使用。
4。1 蒙特卡洛模拟法分类
4。1。1 时序蒙特卡洛模拟法
时序蒙特卡洛模拟法就是考虑了系统时序的模拟算法,它可以模拟系统的动作顺序,根据原件的启停顺序来进行负荷点故障概率计算。此方法要求数据抽样按时间排列,这样便于考虑时变因素。再者为了确保抽样过程的时序性,在抽样时我们需要进行计时,计时原则主要有时间步长法和等步长法。
4。1。2 非时序蒙特卡洛模拟法
非时序蒙特卡洛模拟法就是不考虑系统的时效性的一种算法。它的主要思想就是使用数据的随机抽样方,在状态(0,1)区间中差生一个随机数,当随机数大于故障率时系统处于故障状态,当随机数小于故障率时系统就处于正常状态。因此非时序蒙特卡洛模拟法的各次抽样之间没有直接关联,所以只要设定抽样规则就行。