配网自动化对配电网供电可靠性影响研究

配电网是联系电源与用户的终端环节,其网架结构的合理性与自动化程度直接决定着供电可靠性水平的高低。推进配网自动化的建设可以实现故障快速定位与隔离,恢复无故障区段负荷的供电,对提高可靠性有重要帮助。但是配网自动化的建设面临着基础网架结构薄弱的问题,配电网自动化的实现也会给用户带来短时停电的影响。针对这些问题,本文深入研究了配电网联络线优化规划方法,提出了考虑不同配网自动化模式的可靠性指标计算方法,重点分析了配网自动化对负荷短时停电的影响,具体研究内容与成果包括:1)提出“单元”的定义,提出单元结构、元件结构和负荷结构3种数据结构来描述配电网拓扑结构、元件参数、负荷参数等信息,将故障后的配电网单元划分为故障单元、前向单元、后向单元和无影响单元4种类型,建立用于记录各个元件故障对各负荷点的影响的故障模式影响分析表。在此基础上通过蒙特卡洛模拟法计算配电网的可靠性指标,以改造IEEE RBTS BUS6系统作为算例,在MATLAB平台上编程实现可靠性指标的计算,通过结果对比验证了所提方法的正确性。2)建立联络线优化问题的数学模型与数据结构。以最小的固定投资费用为目标函数,以线路转供能力和联络线长度为约束条件。在联络费用矩阵的基础上,提出将配电网线路联络问题类比为指派问题,针对两个问题存在的差异,提出将效益矩阵中零元素的对称元素置零的处理方法,并通过对匈牙利算法中一些步骤的改进来实现新的模型的求解。利用提出的算法对算例中的配电网线路进行优化联络,解出的联络方案为线路之间一对一构成联络,且投资费用最少。3)分析了就地控制模式与全局控制模式下辐射网、环网的故障处理流程,详细研究了这两种自动化模式对不同区段负荷长时、短时停电情况的影响;对单元编码结构进行改进,增加单元的级数来表示开关动作次序,将不同模式下不同单元内负荷的长时、短时停电次数与停电时间进行汇总并形成表格。基于模拟法,提出考虑不同配网自动化模式的配电网可靠性指标计算步骤。对算例配电网在不同配网自动化模式下可靠性指标进行计算,定量分析了配网自动化对配电网供电可靠性的影响。