[发明专利]一种基于智能软开关的配电网供电可靠性提升方法

说明书

本发明提供一种基于智能软开关的配电网供电可靠性提升方法，该方法以智能软开关供电恢复模型为基础分析各支路故障对负荷节点的影响，构造故障关联矩阵，计算各负荷节点的可靠性参数，进而得出整个配电系统可靠性指标，分析智能软开关的应用对于配电网供电可靠性的提升作用。

技术领域

本发明涉及配电网可靠性提升方法领域，更具体地，涉及一种基于智能软开关的配电网供电可靠性提升方法。

背景技术

据不完全统计，80％以上的用户停电事故由配电网故障引发，这就需要配电网具备更高的供电可靠性以应对复杂、多变的运行场景。影响配电网供电可靠性的主要因素包括各电力元件的故障率、故障造成的用户停电时间、故障造成的用户停电范围等，由于配电网建成后各元件的故障率随之固定且更换元件的成本较大，因此缩短故障造成的用户停电时间和停电范围成为高效、可行的配电网供电可靠性提升方法。

智能软开关(soft open point，SOP)是取代传统联络开关的一种新型智能配电装置，智能软开关的应用将极大地提高配电系统运行的灵活性和可控性，对此国内外已有学者开展了初步研究，但关于智能软开关对配电网供电可靠性影响方面的研究较少。与联络开关相比，智能软开关的功率控制更加安全可靠，避免了开关操作可能带来的安全隐患；在故障发生时，由于直流隔离的作用，能够有效阻止故障电流穿越；在供电恢复过程中，能够为故障侧提供有效的电压支撑，从而可以扩大供电恢复范围，且智能软开关动作时间极短，可实现失电区域的快速供电恢复。

目前已有的配电网可靠性分析方法主要分为两类：蒙特卡洛模拟法和解析法。蒙特卡洛模拟法对系统中各个元件进行采样，根据模拟时段内系统的故障情况计算可靠性指标；解析法通过枚举系统中各种故障事件对各负荷节点的影响，快速计算可靠性指标，以便于可靠性灵敏度分析以及配电网规划设计。但上述方法均不能直接用于考虑智能软开关的配电网供电可靠性分析问题。智能软开关的应用能够有效缩短用户停电时间，扩大供电恢复范围，因此，急需一种考虑智能软开关供电恢复影响的配电网供电可靠性分析方法，用以评价智能软开关对于配电网供电可靠性的提升作用，进一步指导智能软开关的运行与规划问题。

发明内容

本发明提供一种基于智能软开关的配电网供电可靠性提升方法，该方法可计算各负荷节点的可靠性参数，进而得出整个配电系统可靠性指标。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于智能软开关的配电网供电可靠性提升方法，包括以下步骤：

S1：根据选定的配电系统，输入线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平和支路电流限制，智能软开关接入位置、容量、损耗系数、故障侧节点电压约束、节点相角约束值，系统各支路年均故障次数、故障修复时长、分段开关动作时间、联络开关动作时间、智能软开关恢复供电时间，系统基准电压和基准功率初值；

S2：依据配电系统结构及参数，建立基于智能软开关的有源配电网供电恢复模型，针对每一条支路发生故障的情况，采用智能软开关对失电区域进行供电恢复，得到不同支路故障情况下的各节点供电恢复情况；

S3：根据供电恢复结果，将停电负荷节点分为三类：①只能通过故障支路修复才能恢复供电的负荷节点；②故障清除后立即由主电源恢复供电的负荷节点；③故障清除后通过智能软开关恢复供电的负荷节点；

S4：依据不同故障情况下各负荷节点的供电恢复状态，生成故障关联矩阵A、B、C，计算各负荷节点的可靠性参数，包括节点年均停电频率、节点年均停电时间、节点年均电量不足向量；

S5：根据各负荷节点的可靠性参数，计算配电系统供电可靠性指标，包括系统年均停电频率指标、系统年均断电时长指标、系统年均电量不足指标。

进一步地，所述步骤S4中生成故障关联矩阵A的方法为：