可靠性评估流程

6.2.3　可靠性评估流程

该小节可靠性评估流程主要通过算例来体现，采用的方法主要是故障模式后果分析法以及网络简化法，分别给出算例进行阐述。

算例6-2:基于故障模式后果分析法的可靠性评估

(1)研究图6-5中配电系统的可靠性指标，其中QF为配电干线断路器，FU为熔断器，QS为隔离开关，P、Q、R为负荷点。分别不考虑及考虑隔离开关。元件可靠性指标见表6-10。

表6-10　元件可靠性指标

(2)无备用电源条件下配电系统可靠性评估，采用故障模式后果分析，见表6-11。

图6-5　放射状配电系统(左)有手动分段备用配电系统(右)

表6-11　无备用电源条件下配电系统可靠性评估、故障模式及后果分析

每年用户停电次数ACI为

　　ACI=250×1.35+100×1.1+50×0.85=490(次/年)

用户停电持续时间CID为

　　CID=250×1.55+100×2.05+50×2.05=695(用户·h)

系统平均停电频率和持续时间SAIFI、SAIDI为

　　SAIFI=490/400=1.23(次/用户·年)

　　SAIDI=695/400=1.74(h/用户·年)

用户平均停电持续时间CAIDI为

　　CAIDI=695/490=1.42(h/停电用户·年)

平均供电可靠率ASAI为

　　ASAI=(400×8760－695)/(430×8760)=0.999802

(3)有备用电源时，故障模式后果分析见表6-12。

表6-12　有备用电源时故障模式及后果分析

每年用户停电次数ACI为

　　ACI=250×1.35+100×1.1+50×0.85=490(次/年)

用户停电持续时间CID为

　　CID=205×1.55+100×1.65+50×1.05=605(用户·h)

系统平均停电频率和持续时间SAIFI、SAIDI为

　　SAIFI=490/400=1.23(次/用户·年)

　　SAIDI=605/400=1.51(h/用户·年)

用户平均停电持续时间CAIDI为

　　CAIDI=605/490=1.23(h/停电用户·年)

平均供电可靠率ASAI为

　　ASAI=(400×8760－605)/(400×8760)=0.999827

(4)有/无备用电源时可靠性指标比较见表6-13。

表6-13　有无备用电源时可靠性指标比较

评估计算表明，对有备用电源和手动分段的系统，当手动操作备用电源投入时，负荷点故障率不会因接入备用电源而变化。但如果采用备用电源自动投入时，则负荷点故障率取决于分支线故障率。主配电系统发生故障后，负荷将转移到备用电源上。负荷转移概率越高，用户的供电可靠性越高。

算例6-3:基于简化网络法的某城区规划电网的可靠性评估

1．评估的边界条件

(1)规划网架结构。

根据该规划区所制定的分段原则，配电网的单段变压器数控制在5台以内、单线分段数需达到3～5段/回。结合该规划区技术导则对箱式变、配电变压器最大容量400kVA、630 kVA和800kVA的要求，规划电网确定新建线路的分段要求为3～4段/回。

在此基础上，结合规划网架中所确定的10kV线路联络设计方案，统计2015年该城区配电网的基本网络结构，具体情况见表6-14和表6-15。

表6-14　2015年某城区典型接线模式统计

续表

表6-15　2015年某城区网架结构基本情况

由表6-14和表6-15可知，该城区配电网单线分段数可达到3.89段/回，分段用户数可达到5.55户/段，环网化率可达到100%，各项指标已经处于较高水平。

(2)各项设备停电指标。

该城区设备停电指标情况见表6-16。

表6-16　某城区设备停电指标情况

2．典型网络可靠率计算

(1)典型网络选取原则。

根据规划区中压网络接线特征，进行典型接线模式相关线路的选择，作为规划网络的计算单元，选取过程应充分考虑以下因素:

选取的线路为已有线路，在年度规划过程中有网络结构和设备变化。

充分考虑供电区域，能代表区域典型网络。

充分考虑电缆、架空和架空电缆混合网络的选择。

充分考虑典型网络的可扩展性和灵活性。

充分考虑典型网络的基础数据完备性和准确性。

典型网络选取不宜过于复杂，线路上用户数适中，线路分段合理。

典型网络具有重要用户，分析中能对重要用户的供电可靠性进行分析。

根据规划网络的网络结构变化，该规划区典型计算网络选取六组，分别为:单环网、三分段单联络、两分段两联络、三(四)分段三联络、双环网，具体情况见表6-17。

表6-17　各分区典型网络接线

续表

(2)典型网络计算结果。

计算过程主要利用软件进行计算。在考虑影响可靠性的一系列配电网设备、技术和管理等方面仍保持现状水平的条件下，结合表6-16中现状年设备停电影响指标情况，经过数据录入和计算，六种典型网络年度可靠率计算结果见表6-18。

表6-18　规划区电网典型网络年度可靠率计算结果

由表6-18可知，单环网、三分段单联络、两分段两联络和三分段三联络可靠率指标变化较大，而到三分段三联络、四分段三联络以及双环网可靠率指标差别不大。

3．评估结果

根据典型网络可靠性计算结果及规划网架结构，对全网进行综合计算，计算过程中以典型网络为单元，结合表6-14和表6-15所给出的2015年规划网络的网架结构进行加权平均，得到2015年该城区供电可靠性指标为99.978%。