重庆大学王主丁等：高中压配电网可靠性协调评估中2参数和4N+2M参数等值电源研究-第2页-北极星输配电网

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3.2.2 2参数

对于切负荷率为0的情况(如满足N-1安全准则的高压配电网,一阶故障时全部负荷都可转供),受影响的负荷将全部感受到高压配电网负荷转供时间,可采用高压配电网的故障率λHVi(0)λi(0)HV和负荷转供时间rHVi(0),sri(0),sHV,如下所示

式中Gi(0)Gi(0)为对应变电站低压母线i且切负荷率为0的高压配电网故障状态集合。

对于切负荷率为1的情况(如单辐射高压配电网或部分二阶故障,所有负荷都不能通过高压配电网转供),此时受影响负荷全部都会感受到高压配电网的修复时间(不考虑中压馈线转供),可采用高压

配电网故障率λHVi(1)λi(1)HV和修复时间rHVi(1),fri(1),fHV,如下所示：

3.3 可靠性指标附加值计算

考虑到通过中压馈线的转供时间一般比通过高压配电网的转供时间大、比高压配电网修复时间

小(即rHVi,s

中压馈线负荷点停电时间影响附加值的一般表达式。

3.3.1 4参数相关指标附加值

针对变电站低压母线i,对于其高压侧配电网切负荷率在0到1之间的第j个故障状态分类,高压配电网对相应中压馈线各负荷点停电时间的影响可分为3部分：

1)部分中压馈线负荷可通过其高压配电网内部转供,将感受到其高压配电网内部负荷转供时间

rHVi,sri,sHV,占总负荷的比例为(1−QHVi,j)(1−Qi,jHV)。

2)对于相应于QHVi,jQi,jHV的高压配电网切除的负荷中,可通过中压线路转供的负荷会感受到其高压配电网故障定位隔离时间(预安排停运隔离时间)和中压线路联络开关切换时间之和rMVi,lri,lMV,占总负荷的比例为min{QHVi,j,KMVi } min{Qi,jHV,KiMV } 。

3)对于相应于QHVi,jQi,jHV的高压配电网切除的负荷中,不能通过中压线路转供的负荷会感受其高压配电网停电的修复时间rHVi,fri,fHV,占总负荷的比例为max { 0,(QHVi,j−KMVi,j) } max { 0,(Qi,jHV−Ki,jMV) } 。

因此,针对变电站低压母线i,有关4N参数对相应中压线路各负荷点停电时间影响的附加值可表示为

3.3.2 2参数相关指标附加值

2M参数仅涉及切负荷率为0和1的两种情况：

1)切负荷率为0。

相关负荷将全部感受到高压配电网负荷转供时间,作为式(16)的特例,附加值可表示为

ΔUMVi(0)=λHVi(0)rHVi(0),sΔUi(0)MV=λi(0)HVri(0),sHV (17)

2)切负荷率为1。

若切除负荷可通过中压馈线转供负荷,部分负荷将感受到中压转供时间,部分负荷感受到高压修复时间,作为式(16)的特例,附加值可表示为

ΔUMVi(1)=λHVi(1)[KMVirMVi,l+(1−KMVi)rHVi(1),f]ΔUi(1)MV=λi(1)HV[KiMVri,lMV+(1−KiMV)ri(1),fHV] (18)

3.3.3 4+2参数相关指标附加值

综合以上3种典型切负荷率情况,针对变电站低压母线i,其高压配电网对相应中压馈线各负荷点停电时间影响的附加值可表示为

ΔUMVi=ΔUMVi(4N)+ΔUMVi(0)+ΔUMVi(1)ΔUiMV=ΔUi(4N)MV+ΔUi(0)MV+ΔUi(1)MV (19)

4 两种等值电源的比较分析

采用2参数等值电源,过程简单直观,但是较式(19),以式(4)和式(5)表示的2参数等值电源难于考虑不同高压配电网切负荷率和中压线路负荷转供率共同作用的影响。

使用4N+2M参数等值电源需先根据不同切负荷率进行高压配电网的等值参数计算,再利用式(19)计算高压配电网影响后中压馈线各负荷点停电时间的附加值,能有效避免2参数法可能产生的计算误差。但4N+2M参数等值电源涉及更多参数,且需先根据切负荷率大小将故障状态分类,计算工作量比采用2参数等值电源稍大。

较全电压等级精确计算,两种方法都能大大简化计算过程。对于高压配电网切负荷率或中压线路允许负荷转供率为0时的情况,2参数与4N+2M参数等值电源均不会产生误差。这是因为,此时涉及4N参数的式(16)可简化为类似2参数的式(6)的表达式,不需要考虑中压转供的作用,由式(4)和式(5)得到的λHViλiHV和rHViriHV两参数相乘即为式(6),考虑了高压配电网λkλk、ri,k,sri,k,s、rk,frk,f和Qi,kQi,k的影响,计算是准确的。但对于需要考虑中压转供作用的情况,由于计算中压线路允许负荷转供率时,难于考虑高压配电网是否存在相关的可行转供通道,致使2参数与4N+2M参数等值电源都可能产生一定误差。对此,简化的近似处理规则为：对于仅存在站内联络的中压馈线,可令KMViKiMV=0,这是由于此时中压转供负荷在高压配电网中的转移通道很可能与相应变电站低压母线高压配电网侧转供通道相同;否则,KMViKiMV可利用文献[14]中压线路允许负荷转供率公式计算,即假定存在其它可行的高压配电网转供通道。

5 算例分析

5.1 网架及其数据

本文以系统RBTS-BUS4配电网为例,网架结构、线路类型及长度见参考文献[15],元件可靠性参数如表1所示,负荷通过高压配电网转供的时间为1 h,通过中压馈线转供的时间为2 h 。

表1 元件可靠性参数

5.2 计算条件

本算例高中压配网可靠性评估采用了重庆星能电气有限公司开发的CEES软件,涉及的方法为基于故障模式后果分析的混合方法[11-14],并做了如下假设：

1)熔断器、隔离开关和33 kV电源进线的故障率为0。

2)假设主变高压侧和断路器两侧均有隔离开关,所有主变和断路器故障后可以从系统中将自身隔离。

3)实际电网一般只存在一种或两种不同切负荷率和中压配网负荷转供率,为了计算分析高压配网各种不同切负荷率和中压配网各种不同负荷转供率及其组合情况下的协调评估误差,对应高压配电网各故障状态,假设因高压配电网容量电压约束的切负荷率都相同,分别为0、0.25、0.5、0.75和1;假设因中压馈线容量电压约束的负荷转供率都相同,分别为0、0.25、0.5、0.75和1。

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