考虑EPON的配电网信息物理系统可靠性评估

对于信息-物理高度耦合的配电系统,通信网络对配电网供电可靠性的影响不容忽视。本文以EPON冗余保护组网方式为基础,分析了配电网故障过程中信息链路有效性丢失对其自愈控制过程的影响,借助区域邻接矩阵,结合信息系统失效模型给出了故障后区域的分类算法,提出了一种涵盖不同信息系统失效模式的可靠性评估方法。建立同时考虑系统建设综合费用、通信网络组网方式以及系统可靠性的智能终端优化配置模型,采用遗传算法进行求解。最后通过案例验证本文方法的可行性,并对比分析了EPON信息元件故障率、EPON组网方式对配电信息物理系统可靠性的影响。     

电力电子设备对直流配电网可靠性影响

与传统交流配电网不同,直流配电网主要由大量电力电子设备构成,为评估其可靠性,建立了电压源型换流器、直流变压器和直流断路器的可靠性模型,分析了器件级冗余和设备级冗余对直流配电网可靠性指标的影响,对比分析了是否区分功能故障和绝缘故障对直流配电网可靠性指标的影响。并以双端电源直流配电系统为例,对这些影响因素进行了定量分析。研究结果表明,设备级冗余比器件级冗余更能有效地提高系统的可靠性,是否区分功能故障和绝缘故障主要对配备较少直流断路器的直流配电网的可靠性评估有影响。     

考虑冗余系统时变故障率和更新过程的MMC可靠性建模及其应用

针对现有模块化多电平换流器(modular multi-level converter, MMC)可靠性计算中未充分考虑冗余系统故障率时变性和缺乏考虑更新过程,从而不能科学衡量MMC可靠性的问题,提出了一种考虑MMC冗余系统故障率时变性并引入N阶梯更新过程的MMC可靠性建模方法。首先,从冗余程度、冗余方式角度细化MMC冗余系统的分类,建立可靠度与故障率间的数学解析关系来量化表征冗余系统故障率时变的变化特性,分析传统马尔科夫模型所计算的冗余系统故障率过小而导致可靠性计算结果偏高的不合理问题;其次,利用N阶梯故障率取代传统MMC冗余系统的时变故障率,并同时引入更新过程理论推导MMC的平均无故障工作时间(mean time to failure, MTTF)和稳态可用度公式,以此修正传统MMC可靠性参数计算结果偏高的问题。最后,以半桥子模块的MMC为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑HI理论和在线监测误差的配电网可靠性评估

为实现配电网可靠性的实时动态评估,基于健康指数理论,提出了一种基于设备健康度评价模型的配电网可靠性评估方法.首先,根据设备指标类型建立健康度评估模型,并对各指标赋予权重,得到设备的健康指数;其次,由设备健康指数与故障率的关系求得设备的实时故障率,并进行配电网可靠性的实时评估;再次,提出了监测数据精度模型,考虑监测数据不...     

考虑冗余系统时变故障率和更新过程的MMC可靠性建模及其应用

针对现有模块化多电平换流器(modular multi-level converter, MMC)可靠性计算中未充分考虑冗余系统故障率时变性和缺乏考虑更新过程,从而不能科学衡量MMC可靠性的问题,提出了一种考虑MMC冗余系统故障率时变性并引入N阶梯更新过程的MMC可靠性建模方法。首先,从冗余程度、冗余方式角度细化MMC冗余系统的分类,建立可靠度与故障率间的数学解析关系来量化表征冗余系统故障率时变的变化特性,分析传统马尔科夫模型所计算的冗余系统故障率过小而导致可靠性计算结果偏高的不合理问题;其次,利用N阶梯故障率取代传统MMC冗余系统的时变故障率,并同时引入更新过程理论推导MMC的平均无故障工作时间(mean time to failure, MTTF)和稳态可用度公式,以此修正传统MMC可靠性参数计算结果偏高的问题。最后,以半桥子模块的MMC为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

参数变化条件下的配电系统可靠性评估

针对配电网系统可靠性评估在实际应用中存在的问题,考虑气候条件、元件老化和元件维修对故障率的影响,建立时变故障率模型.对时变故障修复时间、时变负荷和时变停电成本计算参数变化条件下的配电系统可靠性进行分析,基于随机稀疏技术提出具有时变故障率元件状态的模拟方法.采用截断分布的随机变量描述故障时间和停电负荷的有界性和不确定性,...     

多端口直流断路器可靠性评估模型及其应用

多端口直流断路器(MTCB)是未来实现多端换流站联络及故障快速隔离的核心设备,其可靠性直接影响多端直流配电网的可靠性水平.首先分析了MTCB拓扑结构及工作原理.然后以珠海"互联网+"示范工程中应用的三端口混合式直流断路器为例,基于工程可靠性原理并考虑器件冗余建立MTCB可靠性评估模型.然后分析了MTCB对多端直流配电网可靠性的影响.最后基于唐家湾三端直流配电网结构进行算例分析,计算了MTCB在不同设计模式、冗余分析下的可靠性情况,进行了MTCB对多端直流配电网可靠性的影响分析及灵敏度分析,验证了所提模型的正确性和有效性.     

分布式发电对配电网可靠性的影响研究

主要研究了分布式发电对配电网可靠性的影响,考虑到当前配电系统元件和负荷原始参数的不确定性,采用基于区间计算的配电网可靠性评估算法分析了参数不确定性对配电系统可靠性的影响,并通过对网络进行简化等值提高了计算速度。以RBTS-6母线配电系统为例,计算了分布式电源接入前后配电系统可靠性评估的各项区间指标,根据可靠性指标分析了不同接入位置对配电网可靠性的影响,验证了作为备用电源的分布式电源在改善电网可靠性方面的作用。     

基于GO法的含分布式电源的配电系统可靠性评估

大量分布式电源（DG）接入配电系统后,供电模式的灵活性和运行方式的复杂性将对配电系统可靠性评估提出新的要求。在馈线分区的基础上,引入基于成功概率的可靠性分析方法——GO法,建立了计及DG影响的配电系统可靠性评估模型,该模型量化分析了各馈线分区设备故障对含DG区域节点的可靠性影响。并通过算例验证了该模型的有效性和实用性,结果表明GO法适用于较大规模的含DG配电系统的可靠性评估,考虑设备检修状态能更真实地反映配电系统可靠性的实际状况。     

考虑天气对无线接入网影响的配电信息物理系统可靠性评估

为量化配电网可靠性评估中天气对无线通信质量及故障处理过程的影响，提出一种新的配电信息物理系统可靠性评估方法。首先，分析天气对无线通信性能的影响，建立信息系统链路有效性模型；其次，采用故障模式影响分析法量化分析配电网故障时信息链路失效对配电网自愈过程的影响；最后，提出基于蒙特卡罗模拟的配电信息物理系统可靠性评估方法，以评估系统可靠性。算例采用改进的IEEE RBTS BUS6 F4，通过仿真分析验证了所提方法的有效性。     

基于配网重构的交直流混联配电网可靠性分析

传统10 kV等级供电区域为开环运行,并且区域之间联络开关都处于冷备用状态,一旦发生变压器故障,在联络开关闭合前负荷供电中断。同时变电站的主变设备设计容量大,主变压器平均负载率较低。一种好的解决方法是在传统10 kV交流配网中加入多端柔性直流互联装置建立交直流混联配电网。根据交直流混联配电网的特点,提出了一种适合于交直流混联配电网的可靠性评估方法,在保证系统可靠性的基础上,研究是否可以减小变压器容量冗余。建立了考虑备用元件的多端柔性直流互联系统的可靠性模型,采用支路交换法在变压器故障时进行配电网重构为负荷恢复供电。通过对加入多端柔性直流互联装置的10 kV配电网算例进行可靠性评估,结果证明了多端柔性直流互联装置接入配电网后,可以提高系统可靠性,同时根据系统配网重构的结果证明系统主变压器的设计容量可以减小。     

基于可靠性和气象因素的配电网短期维修决策方法

配电系统可靠性受气象因素的影响很大,为提高配电网在整个维修期间的可靠性,同时综合考虑被维修设备和其他设备所在的气象条件对维修风险带来的影响,提出一种计及可靠性和气象因素的配电网短期维修决策方法。与传统的配电网维修计划优化相比,该方法建立了不同气象条件下配电设备故障率及其修复时间计算模型。在计及维修规程约束、维修能力约束和电网结构约束的前提下,以可靠性指标损失最小为优化目标,建立了反映配电网期望停电持续时间和期望缺电量的系统风险综合指标。采用遗传优化算法,搜寻整个维修周期内系统综合风险指标最小的最佳维修计划。     

多端口级联式电力电子变压器可靠性评估模型及其应用

多端口级联式电力电子变压器(Power Electronic Transformer, PET)是未来实现多电压等级、交直流混联形态配电网的核心设备,其可靠性对于配电网可靠性水平影响较大。首先分析了多端口级联式PET典型拓扑结构及工作原理。其次基于工程可靠性原理研究建立了考虑器件冗余的PET可靠性评估模型。然后分析了PET对交直流混合配电网可靠性的影响。最后针对某"手拉手"结构交直流混合配电网进行算例分析。计算了PET不同设计模式、冗余度下的可靠性水平。进行了PET对交直流混合配电系统可靠性的影响及其灵敏度分析,验证了所提算法的正确性和有效性。     

中高压配电网可靠性分析系统开发及其应用

为满足配电网可靠性管理要求，开发了基于潮流计算的高压配电网可靠性分析及基于故障扩散的中压配电网络可靠性分析系统。系统可考虑线路故障率和修复时间；隔离操作时间及切换操作时间等多种因素，可计算节点气馈线和系统可靠性及静态安全等指标；并进行可靠性参数变化影响、元件类的可靠性影响、元件可靠性敏感度和网络薄弱环节分析。利用开发的系统对西安等4个地区高、中压配电网进行潮流和可靠性计算分析，取得良好效果。     

基于分块算法的复杂配电网修正的可靠性评估模型

以故障模式影响分析法（FMEA）为基本原理,先利用改进的节点-支路矩阵将配电系统划分为若干块,以块为单位代替单个元件进行故障解析分析;而后重点研究了多态的天气因素对配电系统可靠性评估的影响,通过对配电系统中设备在运行期内的工作在不同天气情况规律的分析,对配电系统的可靠性指标进行修正,使得修正后可靠性评估模型较完备地考虑了不同天气情况对配电系统可靠性评估的影响。通过实例的计算,考虑天气因素修正的配电网可靠性评估模型与分块算法不仅可行、高效,而且得到可靠性评估指标更真实地反应配电系统的可靠性的实际情况,具有较强的工程实用性。     

基于半马尔科夫过程的混合式直流断路器多状态可靠性分析

混合式直流断路器是柔性直流输电系统中实现故障快速切除的关键设备,其可靠性直接影响柔性直流输电系统的运行水平。首先综合考虑设备多级劣化状态、维修状态和老化状态,建立混合式直流断路器多状态转移模型。之后在拓扑分析的基础上通过可靠性框图法计算其基础故障率水平,结合健康指数理论和威布尔分布得到考虑状态差异的离散化时变故障率模型,同时纳入巡检率和维修率得到多状态转移率模型。进而基于半马尔科夫过程进行可靠性分析。算例以某柔直示范工程为背景计算混合式直流断路器多状态可靠性指标,并对其巡检周期和各冗余系统冗余度进行灵敏度分析,研究可为混合式直流断路器的巡检安排和冗余配置提供策略参考。     

配电系统短期可靠性评估方案

现有配电系统可靠性评估大多基于长期历史数据的平均可靠性,缺少对配电系统短期可靠性快速评估的模型及方法。针对配电网具体元件特点及短期内元件状态,提出一种配电系统短期可靠性评估方案,分别由基于失负荷的配电系统短期可靠性指标,基于改进条件相依的元件短期停运率模型以及基于前推故障扩散算法的配电系统短期可靠性评估分析方法。通过仿真分析,说明所定义的短期可靠性指标的实用性以及评估算法的有效性,为配电系统的短期现场运行提供理论基础与调度指导。     

基于单向S-粗集理论的输电系统可靠性评估

为研究复杂天气对输电系统可靠性的影响,提出了一种基于单向S-粗规律和F-分解规律的输电系统可靠性评估方法。通过单向S-粗规律处理故障率和天气情况的不确定性,并建立基于复杂天气因素的输电线路可靠性模型,采用非序贯蒙特卡洛方法进行系统可靠性评估;运用F-分解规律形成干扰度指标,并分析不同天气组合对可靠性指标的影响。IEEE 30节点发输电系统的算例分析表明,考虑天气因素的元件可靠性参数模型能准确预测输电线路故障率,所提可靠性评估方法以客观数据(年气候天数)为基础,可以杜绝人为主观因素的影响,揭示了天气因素对系统可靠性的影响规律,评估结果更客观。     

计及风电场的发输配电系统可靠性评估

考虑风速时序性和自相关性的特点,建立了风速的自回归移动平均(auto-regressive and moving average,ARMA)模型,并结合常规机组、线路和变压器等状态模型,建立了基于蒙特卡罗仿真方法的风电场可靠性模型,对含风电场的发输电组合系统进行可靠性评估,同时建立了发输电组合系统的多状态机组等值模型,将该等值模型与配电系统相结合,计算了平均停电频率和停电电量损失等配电网可靠性指标,通过分析和比较可靠性指标研究了风电场对配电系统可靠性的影响,结果表明风电机组的接入对提高电力系统可靠性具有一定的作用。     

基于全系统可靠性评估方法的海上油田群电网可靠性评估

海上油田群电力系统可靠性的优劣显著影响石油生产。考虑到该类电力系统是一个包含发电、输电、变电、配电系统的独立电力系统,故障时切负荷措施也不同于陆上电力系统,因此传统可靠性评估的模型和算法不能直接使用。文中基于全系统可靠性评估理论提出一种海上油田群电力系统可靠性评估方法,并建立了全系统可靠性指标体系。在状态采样时,根据全系统可靠性评估理论将全系统分为发输电系统采样和配电系统采样,并建立综合评估方法。在发输电系统状态评估中,考虑到海上油田群电网及其负荷的特点,建立基于优先脱扣的切负荷模型。在配电系统状态评估中,考虑了级联故障的影响。最后以某油田群电力系统为实际算例,得出全系统指标并分析4类故障的影响,验证了所提方法的正确性和有效性。