[发明专利]一种城市综合能源系统的故障自愈评估方法

说明书

本发明涉及一种城市综合能源系统的故障自愈评估方法。该方法提供新型故障自愈评估指标，包括自愈恢复率、自愈恢复速度、自愈控制操作复杂度、自愈可持续时间覆盖率，并针对新型故障自愈评估指标提出了具体的自愈能力评估流程。本发明可以预先做出风险评估和自愈反应，对重要负荷的供电更有保障。

技术领域

本发明属于故障自愈领域，具体涉及一种城市综合能源系统的故障自愈评估方法。

背景技术

电力系统网络的连通性问题与电能生产、电能输送、电能消费关系密切，反应了网络结构的坚强程度，电力网络连通性越大，抵御破坏的能力就越强，电网的自愈能力越高。因此电网的连通性是评价电网自愈程度的重要指标。

网络的连通性越高，网络越能够在发生故障时灵活改变运行方式实现故障自愈。若故障后的网络是连通的，则说明网络存在自愈路径。因此，该方法可以用于故障自愈策略的启动项，即发生故障并且故障元件被隔离后，先快速判断网络是否存在自愈路径，若不存在则该网络无法实现自愈，必须采取调度员人工调度或者人工检修排除故障的方式实行对失电区的供电；若存在自愈路径，则可以启动自愈策略选出最优方案进行复电。

传统指标

(1)自愈速度指标

电网供电质量波动(包括供电中断与电压骤降)对不同的用电设备影响的程度是不一样的。根据用电设备受供电质量波动影响的严重程度，将电力负荷分为如下三类：

1)普通负荷。即基本不受供电质量波动的影响或者所造成的损失较小的电力负荷。如一般照明设备与家用电器、电加热器、通风机等。

2)敏感负荷。指几个周波的供电质量波动会对其造成影响和危害的电力负荷，如可编程控制器、变频调速装置等。

3)严格负荷。指对供电能质量要求非常严格，出现一周波以上的波动即会对其造成影响和危害的负荷，如集成电路芯片制造流水线、银行与证券中心的计算机系统等。

可见，智能配电网自愈速度的快慢直接关系到对用户的影响，因此，根据自愈速度的快慢来量化描述智能配电网的自愈能力，作为评价智能配电网自愈能力的一项量化指标。综合考虑对用户的影响及其所需要的缓解控制技术，可将自愈速度分为四级：

1)一级自愈速度。也称为毫秒级自愈，指供电质量波动时间在一周波(电网是毫秒)以内的自愈恢复，其作用是让用户没有“感觉”，因此可称为“无缝自愈”。

2)二级自愈速度。也称为周波级自愈，指供电质量波动时间在一周波以上、几十亳秒以内的自愈恢复，对普通负荷和一般敏感负荷基本无影响。

3)三级自愈速度。也称为秒级自愈，指供电质量波动时间在几秒钟内的自愈恢复，对敏感负荷有一定影响，但对普通负荷无影响。

4)四级自愈速度。也称为分钟级自愈，指供电质量波动时间在3分钟内即自愈恢复，虽用户都“感觉”到停电，但短时间得到恢复，会影响敏感负荷的正常运行，但对普通负荷基本无影响。

停电时间超过3分钟的，则认为不自愈，在供电可靠性指标里统计为停电。这样，自愈速度指标就描述了智能配电网对3分钟之内短时停电的自愈恢复能力。当然，自愈速度的选择是一个技术经济问题，自愈速度越快，就意味着电网装备投入越大，因此针对具体的配电网，要从满足用户负荷要求出发，选择适中的自愈速度。自愈速度指标也作为评价智能配电网某一馈线或者某一小区网络的自愈能力指标。

(2)供电自愈率指标

供电自愈率指标，即描述一个区域甚至一个城市的配电网对事故隐患与供电故障的自愈恢复能力。在实际工程中，难以对故障隐患进行准确地的监测与统计，为应用方便起见，这里将供电自愈率指标限定为描述故障自愈恢复能力的指标。第一个供电自愈率指标是供电故障自愈率，其定义为在统计期(如一年)内故障自愈恢复的总用户数与受故障影响的总用户数的百分比值，即：