0、引 言 目前在中壓配電網(wǎng)及發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性評估方面的研究較多，然而由于運(yùn)算復(fù)雜、運(yùn)算量大，對高壓配電網(wǎng)可靠性評估進(jìn)行的定量解析研究相對較少。本文利用Matlab仿真軟件在符號運(yùn)算方面的優(yōu)勢，定量分析與比較了高壓配電網(wǎng)的3種典型接線方式的可靠性，得到了不同負(fù)荷及系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的解析表達(dá)式，可供運(yùn)行和規(guī)劃人員參考。 1、高壓配電網(wǎng)可靠性評估算法 1.1 事件發(fā)生的概率與頻率 設(shè)元件的故障率和修復(fù)率分別為l和m，則元件的不可用率（也稱為無效度）和可用率分別為 假設(shè)某高壓配電網(wǎng)有K個元件，每個元件的不可用率為Pi （ i=1，2，…，K），系統(tǒng)中有M 個元件故障，其余元件正常工作，不妨設(shè)第m（1 1.2 可靠性評估算法 目前，工程中廣泛應(yīng)用的電網(wǎng)可靠性評估方法有解析法和模擬法兩大類。其中解析法包括網(wǎng)流法和潮流法，潮流法又包括交流潮流法和直流潮流法。直流潮流法具有計(jì)算速度快的特點(diǎn)，但存在不能考慮系統(tǒng)暫態(tài)電壓和無功功率影響的缺陷；交流潮流法可全面考慮系統(tǒng)中各種因素的影響，因此評估結(jié)果精度較高，更符合實(shí)際情況。高壓配電網(wǎng)通常設(shè)計(jì)為環(huán)網(wǎng)，盡可能呈輻射狀分片供電，以解除電磁環(huán)網(wǎng)和降低短路容量。這就使網(wǎng)絡(luò)中存在較多的切換線路，增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度。高壓配電網(wǎng)有如下特點(diǎn)：有備用電源，在異常狀態(tài)或故障情況下可通過聯(lián)絡(luò)線使備用電源向負(fù)荷供電；有切換裝置，線路故障或計(jì)劃檢修時可閉合聯(lián)絡(luò)線路的常開開關(guān)以使系統(tǒng)恢復(fù)供電；有較多的T接點(diǎn)。利用交流潮流法結(jié)合大電網(wǎng)和中壓配電網(wǎng)的模型及算法構(gòu)造了高壓配電網(wǎng)可靠性評估算法，過程是：①計(jì)算正常運(yùn)行方式下的潮流；②枚舉一故障事件；利用搜索算法確定故障影響范圍；判斷網(wǎng)絡(luò)是否解列，如沒有解列則轉(zhuǎn)向步驟③ ；切換可切換的負(fù)荷，形成分塊子系統(tǒng)；③計(jì)算故障狀態(tài)下的潮流，確定故障節(jié)點(diǎn)；④判斷線路的傳輸功率是否有越限，如越限則削負(fù)荷；計(jì)算節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)；檢查故障事件是否組合完畢，如果未完則轉(zhuǎn)向步驟②；形成系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，得到結(jié)果。 元件及元件組合故障后，根據(jù)故障持續(xù)時間的不同可將負(fù)荷分成4類：①故障事件發(fā)生后負(fù)荷不受故障影響；②故障時間為隔離操作時間；③故障時間為隔離操作時間加切換操作時間；④故障時間為元件修復(fù)時間。利用優(yōu)先搜索方法可確定故障節(jié)點(diǎn)、故障影響范圍以及對故障后的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行歸類，從而得到節(jié)點(diǎn)以及系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。運(yùn)用深度優(yōu)先搜索方法可判斷系統(tǒng)是否解列。在故障隔離后可通過閉合常開聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移。 2、典型接線方式的可靠性解析比較 2.1 三種典型接線圖 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)歸納了三種典型、常見的高壓配電網(wǎng)接線方式，即雙T雙聯(lián)絡(luò)、雙T雙線路和Ⅱ型接線方法見圖1～3。圖中黑框表示聯(lián)絡(luò)開關(guān)，C 表示第i個元件。圖1、2中有T接點(diǎn)（A、C），B、D為等效電源點(diǎn)。可用串并聯(lián)可靠性等值原理比較兩者可靠性的差異。假設(shè)斷路器、變壓器及單位長度線路的故障率分別為l1、l2和l3。，修復(fù)時間分別為r1、r2和r3；假設(shè)變壓器高壓側(cè)與T接點(diǎn)的距離為d1，等效電源點(diǎn)與T接點(diǎn)的距離為d2，則線路全長d=d1+d2；聯(lián)絡(luò)線路長度為d3。

2.2 典型接線系統(tǒng)的可靠性解析比較 由于接線結(jié)構(gòu)對稱，故僅給出負(fù)荷L1、L2以的可靠性分析結(jié)果（負(fù)荷L3、L4的可類似得出）。 （1） 負(fù)荷I 的可靠性指標(biāo)解析表達(dá)式 根據(jù)事件發(fā)生的概率與頻率，可得到圖1中負(fù)荷L1的可靠性指標(biāo)。 負(fù)荷L1的失負(fù)荷概率為： 負(fù)荷L1的失負(fù)荷期望為 ： 負(fù)荷L1的失負(fù)荷頻率為： （2） 負(fù)荷L2的可靠性指標(biāo)的接線表達(dá)式負(fù)荷L2的失負(fù)荷概率為： L2的失負(fù)荷期望為： 負(fù)荷L2的失負(fù)荷頻率為 采用同樣的分析方法可得到圖2及圖3中的節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。 2.3 基于等年值的經(jīng)濟(jì)性比較 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃年為n年，貼現(xiàn)率為α，現(xiàn)值為V，等年值為A，則V、A、α、n之間有如下關(guān)系： 該公式可分析、比較設(shè)備投資、停電損失等經(jīng)濟(jì)性。 3、案例分析 上例系統(tǒng)中，d＝10 km，d3＝5 km（圖2中d1=4km，D2＝6km）。4個負(fù)荷點(diǎn)有功功率均10MW，線路允許通過的輸電量為30MW。線路故障率為0.0239次／（km·a），修復(fù)時間為8 h／次；斷路器故障率為0.05次／a，修復(fù)時間為8 h／次；變壓器故障率為0.01次／a，修復(fù)時間為24 h／次。 假設(shè)規(guī)劃年n=30a，貼現(xiàn)率α＝10％，平均產(chǎn)值為10元／kW，架設(shè)35 kV線路的投資為15萬元／km，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用為設(shè)備投資的2％／a。根據(jù)這些數(shù)據(jù)得到的3種典型接線中負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)：雙T雙聯(lián)負(fù)荷L1的失負(fù)荷概率為4.28，L2的失負(fù)荷概率為3.82，系統(tǒng)的失負(fù)荷概率為10.90；雙T雙線負(fù)荷L1的失負(fù)荷概率為4.91，L2的失負(fù)荷概率為4.91，系統(tǒng)的失負(fù)荷概率為13.00；Ⅱ型負(fù)荷L1的失負(fù)荷概率為3.82，L2的失負(fù)荷概率為3.82，系統(tǒng)的失負(fù)荷概率為10.89。 由上可知，Ⅱ型接線方式的可靠性指標(biāo)優(yōu)于其他兩種方式。運(yùn)用等年值經(jīng)濟(jì)性分析方法可知：圖1的系統(tǒng)與圖3的系統(tǒng)相比每年增加直接投資7.96萬元，相應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用增加1.5萬元／a，總投資增加了9.46萬元／a。圖2受T接線的影響，節(jié)點(diǎn)以及系統(tǒng)的可靠性水平較低。綜合比較后，Ⅱ型接線方式為最優(yōu)方案。 4、結(jié)論 運(yùn)用可靠性評估算法對雙T雙聯(lián)絡(luò)、雙T雙線路和Ⅱ型3種接線方式進(jìn)行分析，得到了不同結(jié)構(gòu)負(fù)荷及系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的解析表達(dá)式。運(yùn)行人員根據(jù)該可靠性解析表達(dá)式可方便地計(jì)算出節(jié)點(diǎn)及系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。不同接線方式對節(jié)點(diǎn)及系統(tǒng)的可靠性有較大影響，通過經(jīng)濟(jì)性和可靠性綜合分析后推薦使用“Ⅱ型”接線方式。