基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估

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智能电网教育部重点实验室（天津大学）、国网江苏省电力公司经济技术研究院的研究人员葛少云、季时宇、刘洪、韩俊、李琥，在2016年第19期《电工技术学报》上撰文，针对现有配电网可靠性评估方法主要对不同电压等级配电网进行独立评估的问题，基于配电网多层次间故障协同处理过程，提出一种高中压配电网可靠性协同评估方法。

首先，通过分析高中压配电网的结构与特点，划分适用于可靠性协同评估的高中压配电网三层次结构；并根据层次间的协调配合关系，建立高中压配电网可靠性协同评估模型。然后，针对高压配电网的典型接线模式以及中压配电网多联络结构，提出高中压配电网故障影响协同分析方法，分别构建高压配电网递进式故障影响分析模型以及中压配电网多联络故障恢复模型。

最后，结合可靠性评估解析法，提出基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估方法。通过算例分析验证了方法的有效性。

配电网作为电力系统的末端直接与用户相连，包括不同电压等级的配电线路、变电站等电气设施。配电网各环节对用户的供电质量及供电可靠性均有着重要影响，如何全面准确地评估配电网可靠性对于电网规划运行等诸多环节具有十分重要的意义。

现有配电网可靠性评估方法主要按照不同电压等级对高压配电网[1,2]、变电站主接线[3-5]、中压配电网[6-13]各环节的可靠性进行独立评估。进行单一环节可靠性评估时，通常采用将上级网络可靠性水平等效作为下级网络可靠性评估中电源参数的方法，这种综合考虑上级所有故障影响的等效方法忽视了具体故障情况下不同电压等级各环节间的相互影响与配合，计算所得可靠性指标无法全面精确地反应配电网整体的可靠性水平，故需要对多电压等级的配电网可靠性评估模型进行深入研究。

文献[14-17]针对多电压等级电网可靠性评估方法进行了研究。在文献[14，15]中，RoyBillinton等首次提出电力系统全电压等级可靠性评估方法，但该评估过程采用将发输电系统可靠性评估结果作为配电网可靠性评估中电源参数的方法，所研究的配电网也主要针对10 kV网络结构，并未对配电网所含不同环节的可靠性评估过程进行细致分析。

文献[16]则针对配电网中不同环节对用户可靠性的影响进行多电压等级配电网可靠性评估，但该文仍采用上级电源等效方法，并利用串并联系统可靠性计算公式求取可靠性指标，未结合网络结构明确提出各环节故障影响分析过程，可靠性指标计算结果仍然具有局限性。

文献[17]提出了包括发电、输电以及配电网在内的全电压等级可靠性评估方法，建立了变电站主接线等效模型，结合扩展最小割集法提出基于变电站主接线等效模型的可靠性评估算法。但是由于该方法采用变电站等效模型，无法准确反映变电站内部结构对上级网络故障的具体响应情况。

针对已有成果无法精准评估多电压等级配电网可靠性的情况，本文通过分析高中压配电网的结构与特点，划分适用于可靠性协同评估的高中压配电网三层次结构，并建立基于各层次协调配合关系的高中压配电网可靠性协同评估模型；同时针对高压配电网典型接线模式以及中压配电网多联络结构，分别建立高压配电网递进式故障影响分析模型以及中压配电网多联络故障恢复模型，提出高中压配电网故障影响协同分析方法；采用配电网区域网络图简化可靠性评估模型复杂度，提出基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估方法。

结论

本文提出了一种基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估方法，该方法具有以下特点：

1）计及配电网不同环节对负荷点可靠性的影响，基于配电网各环节间故障协同处理过程进行配电网可靠性评估，评估结果可更加准确全面地反映配电网可靠性水平。

2）针对中压配电网多联络结构建立高配电自动化水平下的中压配电网多联络故障恢复模型。模型求解过程及准确程度适用于对配电网可靠性进行快速分析。

3）考虑高压配电网的典型接线模式构成及运行特点，建立了高压配电网递进式故障影响分析模型，结合中压配电网多联络故障恢复模型，提出高中压配电网故障影响协同分析方法，故障影响分析过程符合配电网运行实际，具有实用性。

通过实例分析，展现了基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估方法的评估效果，该方法可为电力部门相关工作人员提供更为精准的多电压等级配电网可靠性评估结果。