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电力系统中,配电网直接面向用户,统计资料表明,用户的停电事故中有80%是由配电网故障引起的。随着城乡电气化程度的提高,人们对配电网可靠性提出了更高的要求。配电网可靠性正越来越受到电力部门的关注和重视。传统的配电网可靠性评估方法是故障模式与后果分析法(FMEA),但这种方法当网络规模变大时各种故障后果分析将变得十分冗长;近年来出现了最小路法、最小割集法、等值法、故障遍历法及递归算法等计算可靠性的方法。 本论文主要对可靠性的算法进行了研究;将因可靠性引起的停电损失加入配电网网架规划的目标函数,对配电网网架规划进行了探讨;最后提出了提高配电网可靠性的管理及技术措施。 (1)复杂配电网可靠性计算 实际的配电系统往往由主馈线和副馈线构成,结构比较复杂,无法直接计算各负荷点的可靠性。将配电网按照主、子馈线分层后利用向上等效过程将子馈线对其上层主馈线的影响等值为一条相应的等效分支线,这样从最末层开始向上逐层等值,最后一个复杂的含有多条馈线的配电网就等值为一个简单的辐射形网络。树型结构是以分支关系定义的层次结构,与配电网的结构具有天然的相似。 本文针对配电网结构的递归性特点,以网络中的线路为结点,利用数据结构中的左子女—右兄弟的二叉树表示方法将网络分层存储为树型数据结构形式,然后通过对树的后序递归遍历将配电网的子馈线进行合理的可靠性等效,将结构复杂的子馈线按照其对上层馈线的可靠性的影响等效为一个等效分支线,将复杂的多层配电网络简化为一个形式简单的单层网络。 对树前序递归遍历,采取先结点,后右子树,最后左子树的遍历顺序实现。对直接连接在上层馈线上的负荷点计算其可靠性;对等效分支线计算等效串联元件,等效串联元件反映了上层馈线对下层子馈线影响。如此逐层计算可求得所有负荷点的可靠性,进而计算出系统的可靠性。 在Windows 2000操作系统平台上,用Visual C++6.0开发了配电系统可靠性计算软件。开发过程中采用了面向对象的思想和方法。软件中可靠性计算综合考虑了线路元件、天气影响、计划检修、负荷转移和操作方式等因素。计郑州大学工学硕士论文算结果包括负荷点可靠性和系统可靠性指标。 (2)计及供电可靠性的配网规划优化算法 网架优化是城市电网规划工作的一项主要内容,是一个大规模的组合优化问题。随着线路的增多搜索空间急剧增大,求解会变得十分复杂,因此需要一种合适的算法求解该问题。 常规的网架规划以运行及网架建设费用之和最小作为目标函数,将可靠性用于网络校验,没有充分考虑可靠性的影响。本文综合考虑配电网供电可靠性对用户侧的经济影响,将因可靠性引起的停电损失加入配电网网架规划的目标函数的数学模型,并应用免疫算法求解该模型。 人工免疫算法是受生物免疫系统的启示而设计出来的一种具有对多峰值函数进行多峰值搜索及全局寻优能力的新型算法。它在传统遗传算法的基础上加入了抗原记忆识别功能,抗原与抗体间的亲和性的计算,以及抗体与抗体之间亲和性的计算,保证了算法能以更快的速度收敛于全局最优解。 针对配电网辐射性的要求,根据图论知识,本文采用将新增加负荷节点作为染色体的基因座的编码方法,保证了生成解的可行性,避免了辐射性检查,提高了计算速度。最后通过实际算例说明了这种方法的有效性。 (3)提高配电网可靠性的措施 我国许多地区配电网网架结构薄弱,技术装备落后,自动化程度不高,事故跳闸一直比较多。虽然近年来进行了城网改造,但由于资金不足等原因要在短时间内彻底改变目前的状况是不现实的。通过前文中对影响系统可靠性因素的分析提出了从防止元件故障、加强维修管理、加强系统间联络提高配电系统裕度这三个方面着手提高配电系统可靠性。对提高配电网可靠性进行了探讨,给出了具体的提高配电系统可靠性的管理和技术措施。