[发明专利]一种基于故障关联矩阵的配电网故障参数灵敏度计算方法

说明书

一种基于故障关联矩阵的配电网故障参数灵敏度计算方法。其包括针对配电网支路和负荷节点连接关系，分析支路元件故障对负荷节点影响类型，构建三类故障关联矩阵；创建故障参数向量、节点负荷需求向量和节点电力用户数向量，进行三类故障关联矩阵与故障参数向量、节点负荷需求向量和节点电力用户数向量的矩阵代数运算，得到配电网可靠性指标计算公式；对配电网可靠性指标计算公式的不同故障参数求偏导，得到不同故障参数对配电网可靠性指标的灵敏度等步骤。本发明方法可避免在可靠性分析过程中对故障参数的频繁调整以及可靠性指标的重复性计算，提高了计算效率。

技术领域

本发明属于电力配电技术领域，特别是涉及一种基于故障关联矩阵的配电网故障参数灵敏度计算方法。

背景技术

配电网直接面向电力用户供电，对电力用户的可靠性水平有着显著影响。随着社会的发展，电力用户对可靠性的要求不断提高。因此，精准定位影响配电网可靠性的薄弱环节，进而采取有针对性的可靠性提升措施成为配电网可靠性评估的一项重要任务。

为寻找配电网的可靠性薄弱环节，须对不同故障参数的灵敏度进行分析，以量化配电网内各类元件的不同故障参数对可靠性指标的影响程度。最简洁清晰的灵敏度计算方法是求偏导法。对配电网可靠性指标计算公式的不同故障参数求偏导，直接得到不同故障参数对可靠性指标的灵敏度。然而，目前利用直接求导方法进行灵敏度计算的研究主要集中在大电网可靠性指标分析中，由于配电网结构与大电网结构和运行方式不同，可靠性指标的计算要计及各类保护设备的动作次序和倒闸转供操作时间，因此目前还没有简明统一的可靠性指标解析表达方式，这就给配电网的可靠性分析带来了一定的困难。因此，迫切需要找到计算配电网可靠性指标的显式表达公式，进而应用求偏导的方法计算出各个故障参数对可靠性指标的灵敏度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于故障关联矩阵的配电网故障参数灵敏度计算方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于故障关联矩阵的配电网故障参数灵敏度计算方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)针对配电网支路和负荷节点的连接关系，分析支路元件故障对负荷节点的影响类型，构建三类故障关联矩阵；

步骤2)创建故障参数向量、节点负荷需求向量和节点电力用户数向量，进行三类故障关联矩阵与故障参数向量、节点负荷需求向量和节点电力用户数向量的矩阵代数运算，得到配电网可靠性指标计算公式；

步骤3)对配电网可靠性指标计算公式的不同故障参数求偏导，得到不同故障参数对配电网可靠性指标的灵敏度，包括支路元件故障率灵敏度、故障修复时间灵敏度、分段开关操作时间灵敏度和联络开关操作时间灵敏度。

在步骤1)中，所述的针对配电网支路和负荷节点的连接关系，分析支路元件故障对负荷节点的影响类型，构建三类故障关联矩阵的具体步骤如下：

步骤1.1)定义三种故障影响类型

应用一次深度优先算法遍历配电网所有支路，为配电网的支路和负荷节点编号；现考虑所有支路均有故障元件，则支路元件故障对负荷节点的影响可归纳为三种类型：故障影响类型a：支路故障导致负荷所有供电路径断开，只有等到故障修复后才能恢复供电；故障影响类型b：支路故障导致负荷所有供电路径断开，待故障隔离后，负荷即可恢复由主电源供电；故障影响类型c：支路故障导致负荷所有供电路径断开，待故障隔离后，负荷可转供到备用电源恢复供电；

步骤1.2)根据三种故障影响类型形成三个故障关联矩阵

定义故障关联矩阵：故障关联矩阵中的行号对应支路编号，列号对应负荷节点编号；故障关联矩阵中的元素为0或1，当元素为0时，表示对应编号的支路故障对负荷节点无影响；元素为1时，表示支路故障会导致负荷失电；对应三种故障影响类型，构建三个故障关联矩阵A、B、C。