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配电网两分层等值方法示意图
1.3 误差指标定义
为研究高压配电网对中压配电网可靠性评估的影响,本文定义了高压配电网影响率指标αα:
α=THV − TMVTHV×100(1)
式中THVTHV和TMVTMV分别为考虑和不考虑高压配电网影响的中压馈线系统平均停电持续时间的准确值。
为比较2参数等值电源和本文提出的4N+2M参数等值电源的误差大小,分别定义了误差率β2β2和β4N+2Mβ4N+2M:
β2=THV2−THVTHV−TMV×100 (2)
β4N+2M=THV4N+2M−THVTHV−TMV×100(3)
式中THV2T2HV和THV4N+2MT4N+2MHV分别为采用2参数等值电源和4N+2M参数等值电源计算得到的中压馈线系统平均停电持续时间的近似值。
1.4 假设条件
对于实际配电网存在的多种负荷削减方式,如平均负荷削减、分级负荷削减和随机负荷削减等,考虑到实际应用中往往无法获得确切的负荷削减方式,本文采用平均削减负荷方式(即在负荷削减区域内,对所有负荷点按同一比例削减),据此以期推导出可靠性指标计算的通式。
2 基于2参数等值电源的协调计算
2.1 2参数等值电源定义
2参数等值电源定义为:针对某变电站低压母线,将其高压侧的配电网等效为一般的电源元件,包含2个独立的可靠性参数(即高压配电网的平均故障率和每次故障平均停电持续时间),见图2。
图2 2参数电源等值示意图
2.2 等值电源参数计算
对于变电站低压母线i,其高压侧配电网等值
电源的平均故障率λHViλiHV可表示为
λHVi=∑k∈Giλk
式中:GiGi为导致变电站低压母线i停电的高压配电网故障状态集合;λkλk为高压配电网故障状态k的停运率(含故障和计划停电),次/年。
对于变电站低压母线i,其高压侧配电网等值
电源的平均停电时间rHViriHV可表示为
rHVi=UHVi/λHVi (5)
式中U HViUi HV为变电站低压母线i的平均停电持续时
间,h/年,可采用下式计算[12]:
UHVi=∑k∈Giλk[Qi,krk,f+(1−Qi,k)ri,k,s](6)
式中:ri,k,sri,k,s为高压配电网故障状态为k时,变电站低压母线i的负荷通过高压配电网转供所需要的时间,h;rk,frk,f为故障状态k的修复时间,h;Qi,kQi,k为故障状态k时变电站低压母线i负荷切除的比例。
2.3 可靠性指标附加值计算
对于与变电站低压母线i直接相连的中压馈线的各负荷点,考虑高压配电网影响后的停电时间附加值可表示为
ΔUMVi=λHVi[KMVimin { rMVi,l,rHVi } +(1−KMVi)rHVi])(7)
式中KMViKiMV和rMVi,lri,lMV分别为变电站低压母线i的负荷在高压侧配网停运时可通过中压线路转供的比例[14]以及转供所需要的时间,h。
3 基于4+2参数等值电源的协调计算
3.1 4+2参数等值电源定义
为考虑高压配电网停运引起的不同切负荷率和中压配电网负荷转供率共同作用对可靠性评估的影响,本文提出了4N+2M参数等值电源:针对某变电站低压母线,将引起该母线切负荷率相同的高压配电网故障状态归为一类,对应切负荷率在0到1之间的某类故障状态,采用4个可靠性参数表示,对应切负荷率为0和1这两种故障状态,分别采用2个可靠性参数表示。因此,对于某变电站低压母线,若存在N种0到1间的不同切负荷率,则有4N个参数;若存在M种切负荷率为0或1的情况(M取值仅为0、1或2),则有2M个参数;等值电源参数共有4N+2M个,且N+M>0。图3为4N+2M参数电源等值示意图。
图3 4N+2M参数电源等值示意图
影响变电站低压母线切负荷率的因素有多种,如高压配电网的结构和负载情况等。若高压配电网转供通道不同,切负荷率可能不同;若系统负荷较大,通过高压配电网进行负荷转供时可能会因高压线路或变压器过载切负荷。考虑到高压转供通道相同的各故障状态切负荷率相同,且系统重载运行情况较少,实际系统切负荷率的种数N+M通常较少(一般不超过2)。
3.2 等值电源参数计算
3.2.1 4参数
针对某变电站低压母线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,高压配电网等值电源4个独立可靠性参数包括:平均故障率λHVi,jλi,jHV、平均修复时间rHVi,fri,fHV、平均内部转供时间rHVi,sri,sHV和平均切负荷率QHVi,jQi,jHV,如下所示:
式中:NQiNiQ为对应变电站低压母线i且切负荷率在0到1之间的高压配电网故障状态分类个数;Gi,jGi,j为
针对变电站低压母线i且属于第j个分类的高压配电网故障状态集合。
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