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1、西安理工大学硕士学位论文配电系统可靠性评估的研究姓名：刘文洪申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：刘丁20030301西安理工大学工程硕士学位论文题目：配电系统可靠性评估的研究学科：电气工程作者：刘文洪签名：导师：刘丁教授签名：答辩日期：20033摘要本论文是在综合考虑影响配电系统可靠性各种因素的基础上，采用了一种基于最小割集的配电系统实用的可靠性评估方法，并编制了相应的应用程序。该方法考虑了系统运行的实际情况，列举引起负荷点停电事件割集,还考虑了负荷点供电的转移特性，网络元件的计划检修和主动性故障使评估过程更加合理和有效。程序运行结果为配电网络规划和运行提供了大量有效信息，有利于工程技术
2、人员发现配电系统的薄弱环节和采取相应的增强措施。同时，本文还对影响系统可靠性的各种因素进行了详尽的评述和比较，得到了有关配电系统可靠性研究和提高实际系统可靠性的有益的结论。关键词：配电网可靠性最小割集摘要Subject:Application Research onReliability Evaluation ofDistribution SystemsMajor:Electrical EngineeringAuthor:LiuWenHongTutor：LiuDingsignature：signature：Date:2003-3AbstractThe paper proposes a meth
3、od for reliability evaluation ofdistribution systems.which takes many real factors into consideration,and then programs relevant software.The practical situations of system operations are considered inthis paper. Based on the enumeration of the cut sets for the load pointinterruption, load transitio
4、n character, maintenance of devices,active failure mode and overload of transmission line are all discussed.The evaluation is more realistic and effective. The results can alsohelp engineers to find weak point of a distribution system underinvestigation and take some corresponding improving measures
5、. Moreoverthe paper compares every factor of reliability of distribution systems,and gets some useful conclusion in reliability of distribution systems.Key words: distribution system, reliability, the minimum cut sets西安理工大学工程硕士学位论文第一章前言1.1 配电系统可靠性问题的提出及意义电力系统可靠性实质就是用最科学，经济的方式充分发挥发、供电设备的潜力，保证向全部用户不断供
6、给质量合格的电力，从而实现全面的质量管理和全面的安全管理。随着电力系统不断向超高压，远距离，大机组，大容量方向发展，不但要求提高系统的经济性，而且对系统的安全可靠性也提出了新的更高的要求。60 年代以后，许多国家的大电网相继发生了重大的事故，引起了大面积长时间的停电。这些停电事件不但造成了巨大的经济损失，而且危及社会秩序，对整个社会造成了一定的影响。为了预防这些事故的发生，定量的评价和改善电力系统可靠性的研究，便越来越受到人们的重视。为了避免电力系统超高压，远距离，大机组，大容量的优越性被不利因素的影响所抵消，对可靠性的研究也日益迫切。自 60 年代以来，随着国民经济的发展，社会的高度信息化，
7、现代化，办公设备的自动化,人们对电力的依赖越来越深。任何短时间的停电，频率偏差，瞬时电压下降，都会对生产生活带来影响。因此电力行业作为公用事业，政府从行政及立法上对供电质量、安全性、可靠性提出了越来越高的要求。电力是国民经济发展必不可少的能源。近几年在西方国家的电力行业中引入了市场竞争机制，其竞争的焦点是电力的可靠性和经济性。为了适应市场的需要，各国电力公司重点研究和发展可靠性。对配电系统可靠性的研究和应用，是保证供电质量，实现电力工业现代化的重要手段。对促进和改善电力工业生产技术和管理，提高经济效益和社会效益，进行城市网络建设和改造有着重要作用。整个电力系统对用户供电能力和质量都必须通过配电
8、系统来体现。配电系统可靠性指-1-第一章前言标实际上是整个电力系统结构和运行特性的集中反映。据不完全统计，用户停电故障中 80%以上是由配电系统故障引起的，它对用户供电可靠性的影响也最大。国外应用可靠性评估技术，计算电网随机故障引起的用户停电损失，从而采用考虑投资、年运行费和停电损失的年费用最小法进行方案决策，取得了显著的经济效益和社会效益。这种方法可以从整个国民经济的总效益综合权衡，使有限的资金和资源得到最有效地利用。根据国外的经验，认为使用这一新的技术，可以取得平均每年节约电网建设费用 5-8%的巨大经济效果。对于我国这样一个资源紧缺的发展中国家，这无疑有着十分重要的现实意义和潜在的战略意
9、义。国内，对配电系统可靠性的研究始于上世纪 80 年代初期，发展较为缓慢。为使有限的资源取得最大的收益，迫切需要对配电网进行科学合理的规划，这就促进了配电网可靠性评估的发展。有鉴于此，我国能源部、建设部曾于 1993 年共同颁布的城市电力网规划原则中提出：在规划设计中“方案比较还可以用优化供电可靠性的原则进行，即不先设定可靠性指标，将不同可靠性而引起的少供电损失费用引入计算，以取得供电部门和全社会的最大综合经济效益”。在电力生产事故调查规程中 10KV 用户供电可靠率已列入供电安全考核项目之中。1.2 研究内容的国内外现状和发展情况配电系统可靠性的研究始于本世纪中后期，其起步晚于发电和输电系统
10、可靠性的研究。由于缺乏可靠性的研究和管理，以及人们开始并未意识到高压配电网可靠性的重要性，一些国家的电力系统曾发生过大面积停电事故。随着统计工作的不断完善和可靠性资料的不断积累，人们发现配电网的故障对用户供电可靠性的影响最大，其比率可高达 83%。同时，为数众多的高压配电网投资累计将是一个十分可观的数字，这就意味着城市电网可靠性工程应用将带来巨大的经济效益，从而促进了可-2-西安理工大学工程硕士学位论文靠性研究在这一领域的迅速发展。国内于二十世纪七十年代末，在一些高校和研究机构中开展了电力系统可靠性的研究。由于缺乏必要的统计数据和行之有效的计算技术，初期发展缓慢。1983 年成立了中国电机工程
11、学会可靠性专委会，1985 年成立了中国电力可靠性管理中心。此后，随着国民经济的飞速发展，城市用电负荷迅速增长，供需矛盾日益突出，迫切需要对配电网进行科学合理的规划，这就促进了配电网可靠性评估的发展。近十年来，供电企业创一流，已将配电系统可靠性数值指标列入技改指标，取得了良好效果。1.3 电力系统可靠性的研究内容可靠性定量评估是电力系统可靠性技术的核心。这是因为一个电力系统的可靠性和经济性经常相互抵触，而两者之间只有量化后才能达到某种程度的平衡。电力系统的用户负荷具有随机性，系统故障也具有随机性。因此，以负荷停电损失为基本内容的可靠性评估技术是建立在概率论基础上的。可靠性理论是系统工程学的一个
12、重要方面。它从系统的观念出发，研究系统均衡性与整体一致性的数量特征。可靠性理论应用概率统计的方法分析整个系统的生命周期，定量的预测系统性能，对系统不同的设计方案的相对可靠性水平提供统一的定量评估方法6。电力系统是一个大系统，它的任何一个单一的子系统都不能独立的完成将电能输送给用户的功能。由于各子系统不同的特点，在研究可靠性问题时将电力系统分为发电系统、互联系统、输电系统、配电系统、变电站及主接线等。由于电力系统的复杂性，对于它进行整体评估和计算是不现实的，因此可靠性的研究要分层次进行7。本论文主要对配电系统的可靠性评估进行研究。配电系统可靠性研究的特点：-3-第一章前言由于电力系统具有发，供，
13、用的同时性，且配电系统处于电力系统的末端，直接与用户设备相连接，配电系统可靠性指标实际上是整个电力系统可靠性的综合反映。因此，研究配电系统可靠性时，不仅要考虑配电系统及其设备自身的结构，特性状况，而且必须考虑发电，输变电等上级系统及设备以及用户设备的结构，特性状况可能带来的影响。配电系统是电力系统向用户供应电能和分配电能的最终环节，因此必须以改善和提高配电系统对用户供电的能力和质量为目的。配电系统设备分散，点多面广，受外界环境和气候条件的影响极大。配电系统结构，设备的型号，规则，容量和数量的大小是随用户及负荷的增长和变化而不断变化的，而且常因检修方式的不同而更换和改变。其状态停留时间服从不同的
14、概率分布。配电系统结构型式和运行方式是多种多样的，有放射式结构，双回路结构或多回路结构，双电源结构，环型及网状结构和多分割多联络的结构以及潮流单方向，系统为冗余系统等。目前，电力系统可靠性的研究方法有解析法和统计模拟算法两大类。解析法的特点，是首先建立系统或子系统的可靠性数学模型，然后通过数值计算求解，得出可靠性指标。这类方法包括了当前电力系统可靠性分析的主要方法并应用于各子系统的评估中。解析法的主要优点在于：物理概念清晰；模型精度高; 在给定的假设条件下，一般可求得准确的结果。解析法的主要缺点在于：计算量随系统规模的增大而急剧增大；只能考虑有限的负荷水平；不宜处理相关事件；统计模拟算法(蒙特卡罗模拟法)：它的特点是将系统分成许多元件，这些元件的特性可通过概率方法加以评估，通过采样实验求得结果。蒙特卡罗模拟法属于统计试验方法，比较直观
