周君,刘传新,宋政亮
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摘要:随着我国经济的飞速发展,人们的生活水平也随之提高,尤其是对电能质量的要求。配电系统直接与发/输电系统对用户的供电可靠性有直接影响,因为这两个系统和电力用户紧密相连;据统计,电力系统中 80%以上的停电故障是由配电系统故障引起的;因此,科学合理的对配电系统进行可靠性评估,对提高供电可靠性具有十分重要的意义。
关键词:配电网,可靠性;评估方法
1 前言
对于现今社会来说,任何能源系统的可靠性都关系着人民生活,科技发展甚至社会进步。研究配电系统,就是研究供电质量的关键,也是意义的体现,如果我们可以研究出提高电力相关产业的现代化水平的手段和措施,那么对于改善电力行业,甚至是能源行业都具有着指导意义。通过对于现有可靠性评估算法的分析、研究和改进,得到更加优越完善的新型算法,得到更全面的评估体系,对于改进我们现有状态数据不完整,统计误差大,利用率不高等很多不足之处都有着重要的意义。
2 配电网可靠性评估的研究现状
配电网的可靠性研究是目前国内外都非常关注的一个领域,一方面,做好这项工作能够最大限度保证供电的稳定,另一方面,配电网是电力供应中的关键一环,合理的评估能够防止配电网出现故障,所以说,一直以来配电网的可靠性评估都是国内外研究的关键。从十九世纪开始,英国的《供电安全导则》就已经涉及了相关的研究,经过一个世纪的研究,配电网的稳定性有了很大程度的提升,故障后的平均停电时间也在不断缩短,到今日,配电网的稳定性非常高,也得益于评估方法的成熟。在我国,配电网可靠性评估方法的研究起步相对比较晚,但是研究进度还是比较快的,进入二十一世纪后,我国供电稳定性在不断提高,不仅加强研究,管理制度也更加完善,国家也出台了很多有效的规程,进一步提高了可靠性研究的严谨性和科学性。
3 配电网可靠性的评估方法
3.1解析法
解析法主要通过建立数学模型来对配电系统进行可靠性评估;应用解析法对配电系统进行可靠性评估时,首先对系统的故障状态进行枚举,然后对系统的故障进行选择,再综合分析所枚举的故障状态、评估系统的可靠性水平。即先选择一种停运状态进行枚举,然后再用事先确定的可靠性准则对该停运状态进行潮流分析,对全部故障状态进行枚举,就能够计算出系统的可靠性指标。它的主要优点是物理概念清楚、模型精度高,通过解析法计算得到的可靠性指标是配电系统的平均值指标,它包括负荷点的故障率、平均停电时间和年停电次数等;但是解析法不适合用于大规模配电系统的可靠性评估中,因为当系统的规模比较大时,随着配电系统中元件个数的增加其计算的工作量也会成指数增长。
3.2模拟法
模拟法,顾名思义就是对配电网的运行过程进行模拟,在模拟的过程中就可以进行相应的评估。这种方法的第一步是寻找如果元件出现不能运行时,可能会影响的所有节点。第二步是抽样,分析各项指标。模拟法中比较有代表性的是蒙特卡罗模拟法,这种方法属于统计试验类方法,比较直观,易于掌握和理解,容易处理各种实际运行控制策略,计算量几乎不受系统规模和复杂程度的影响,适用于处理各种复杂因素,这种模拟方法的优势是可以高度还原配电网的运行情况,还可以预测到一些工程上的故障,但是,这种方法和解析法类似,会消耗大量的人力、物力和财力,计算量也非常大。
3.3人工智能算法
人工智能算法,是利用当前计算机技术发展的成果——人工智能来进行计算和评估的方法。这种方法包括人工神经网络算法、模糊算法等。
通过人工智能算法,可以节省大量的时间和人力,同时,准确度也有很大程度的提高。目前,人工智能的算法是比较先进的评估方法,结合先进的技术,让配电网的可靠性评估更加便捷,结果更加清晰,能够起到很好的效果。此外,可以将这种方法和一些传统评估方法结合使用,可以打破传统评估方法的壁垒,发挥两种方法的优势,使评估结果更为准确、可靠。
3.4混合法
混合法是在模拟法和解析法的基础上建立起来的,是两者的一种有机结合。其主要思路是:同时使用模拟法和解析法,前者用来进行转移的过程,而后者来代替抽样值。混合法相对于上两种单独的方法,可结合优点,摒弃缺点。也有人认为,使用网络等值法将复杂的网络简化为简单主馈线系统,再针对简化后的主馈线系统,用混合法得到各负荷点可靠性的概率分布指标,最后还可以使信息多种多样。
4 提高配电网供电可靠性技术措施
4.1配电网的合理接线方式与布局
电力网的接线方式一般分为2种类型。一是无备用的单电源接线方式,通常为树状式或放射式;二是有备用的多电源接线方式,通常为双回路、环形网、两端或者多端供电网以及由它们组合成的网络。对于无备用的单电源接线方式,一般10kV线路主干线宜分为2~3段并装设分段开关设备;树状配电网,应该在主要分支处装设线路分段装置,其作用是在故障或者检修时,有效减小停电时户数。而对于环网接线开环运行接线方式。当某段线路停电时,可闭合联络开关设备,使用户从另一个方向得到供电,从而有效地减小停电时户数。另外,我们还应当合理地布置供电半径。若配电网中的线路相对比较分散,线路较长,就更容易发生故障,因此选择合适的供电半径,就能够减少线路发生故障的概率,提高供电可靠性。
4.2提高配电网设备的技术水平架空线路与电缆线路的选用
提高配电网设备的技术水平架空线路与电缆线路的选用对于配电网的稳定性有着很重要的影响作用。架空线路及电缆线路导线截面积应选择适当,同时应考虑事故情况下与相邻线路的互供能力,可适当加大配电网主干线路的导线截面积。只有在有一定限制(比如城市美观等限制)下才选择地下电缆。采用SF6断路器和真空断路器有助于增强电网供电的可靠性。避雷器的应用,对配电网设备防止雷电冲击有着直接的影响。氧化锌避雷器具有保护特性好、通流能力大、结构简单、寿命长、维护简便等优点,能对配电网提供最佳的保护。
4.3引进先进的配电网技术
我国现在的配电网技术虽然已经很先进,但是毕竟时代在不断地发展,我们不得不随时跟进时代的脚步,从国外引进更先进的技术。这就要求工作人员在日常生活学习中注意总结,多阅读些国外杂志书籍,尽量与时代的发展接轨。企事业单位也要在工作中不断引进先进的技术,在专业人员的指导下教给相关工作人员,确保先进技术的使用正确。在引进先进技术的同时还要引进先进的相关设备,俗话说:巧妇难为无米之炊。我们的工作人员拥有丰富的专业知识,但是没有先进的设备,也难以高效的完成工作。所以企事业单位要经常更换有关设备,定期检修设备,这才能确保专业人员和专业设备都准备就绪,时刻为工作而奋斗。
5 结束语
配电网的发展对于一个国家来说是非常重要的,是事关民生的大事情,近年来,我国对配电网的可靠性评估研究在不断深入,利用多种评估方法,可以全面了解供电情况,提高供电质量。目前,我国电力行业的发展十分迅速,配电网的稳定性也在加强,作为电力行业从业者,我们将继续努力,不断加强研究水平,为我国供电行业的发展贡献力量。
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