一種輻射型配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)健康性能評(píng)價(jià)方法

李毅強(qiáng)，董　清，程　林，馬　釗，周莉梅

(1.華北電力大學(xué),河北保定　071003；2.清華大學(xué)電機(jī)系,北京　100084；3.中國(guó)電力科學(xué)研究院,北京　100192)

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一種輻射型配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)健康性能評(píng)價(jià)方法

李毅強(qiáng)1，董清1，程林2，馬釗3，周莉梅3

(1.華北電力大學(xué),河北保定071003；2.清華大學(xué)電機(jī)系,北京100084；3.中國(guó)電力科學(xué)研究院,北京100192)

0　引　言

電力系統(tǒng)中設(shè)備安全對(duì)于保障電網(wǎng)安全具有重要的意義[1]。以設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)逐漸形成了狀態(tài)檢修體制，即從電力系統(tǒng)健康診斷[2]角度出發(fā)，以降低系統(tǒng)隱患風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)，根據(jù)設(shè)備實(shí)時(shí)健康狀態(tài)優(yōu)選檢修方案。與以故障率數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的常規(guī)可靠性分析相比，健康診斷理論在實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性方面都有大幅提升。英國(guó)EA公司為此提出了基于電網(wǎng)資產(chǎn)狀態(tài)評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)防范管理體系，即CBRM(condition based risk management)評(píng)價(jià)體系[3-6]。其中，設(shè)備健康指數(shù)(health index，HI)作為評(píng)價(jià)核心可被量化表示，以表征設(shè)備的實(shí)時(shí)健康狀態(tài)。

為了保障處于電力系統(tǒng)上游的發(fā)輸電網(wǎng)可靠持續(xù)供電，一方面以N-1或N-k準(zhǔn)則[7-8]為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，另一方面在運(yùn)行階段采用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息來(lái)分析設(shè)備的健康狀態(tài)，并力求在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修[9]。

但配電系統(tǒng)連接方式較為簡(jiǎn)單，多以輻射型為主。其中包含的元器件眾多、且相對(duì)造價(jià)較低，受限于成本約束監(jiān)測(cè)與檢測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)匱乏。文[10]從系統(tǒng)整體運(yùn)行性能角度，提出了電網(wǎng)狀態(tài)檢修的概念，以適應(yīng)配電系統(tǒng)狀態(tài)檢修的需求。故配電系統(tǒng)的檢修多依據(jù)設(shè)備之間的連接關(guān)系，以區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中互聯(lián)的設(shè)備組為單位進(jìn)行。文[11]從電網(wǎng)整體運(yùn)行的角度篩選出一系列指標(biāo)，建立了一套衡量復(fù)雜配電網(wǎng)健康狀況的定量參考系，但其評(píng)判指標(biāo)只能間接反映電網(wǎng)設(shè)備群健康狀況，仍不足以為配電網(wǎng)狀態(tài)檢修提供依據(jù)。

本文考慮配電網(wǎng)的上述特點(diǎn)，以連通性分析為主體，將配電系統(tǒng)健康指數(shù)理念從設(shè)備級(jí)別由點(diǎn)及面地上升至網(wǎng)絡(luò)級(jí)別，并移植入兩種較為成熟的配電網(wǎng)可靠性算法，即網(wǎng)絡(luò)等值法[12-13]和成功流(GO)法[14]，提出了一種基于設(shè)備健康指數(shù)的配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健康評(píng)價(jià)方法。最后在IEEE RBTS-Bus2饋線(xiàn)4結(jié)構(gòu)中進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了方法的可行性。

1　基于健康診斷的配電網(wǎng)狀態(tài)檢修

1.1健康指數(shù)理論

常規(guī)可靠性分析對(duì)大量電力設(shè)備的故障數(shù)據(jù)研究表明，設(shè)備的故障率呈浴盆曲線(xiàn)形狀[15]，如圖1所示。

圖1　電氣設(shè)備失效浴盆曲線(xiàn)

其中區(qū)域Ⅰ為短期的調(diào)試期，設(shè)備故障率逐漸下降；區(qū)域Ⅱ?yàn)橛行勖?，在此期間設(shè)備運(yùn)行正常；區(qū)域Ⅲ為衰耗期，設(shè)備故障率顯著增大[16]。但是客觀方面，構(gòu)成設(shè)備的零部件均隨時(shí)間增長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸老化磨損的狀態(tài)。只有在某部分到達(dá)故障臨界狀態(tài)后，設(shè)備由于自身原因發(fā)生的故障才會(huì)顯著增加，即對(duì)應(yīng)浴盆曲線(xiàn)的衰耗期。

由于可靠性分析中的故障率數(shù)據(jù)具有一定滯后性，且多以同類(lèi)群設(shè)備總體統(tǒng)計(jì)為依據(jù)，而無(wú)法表征單體設(shè)備在有效壽命期間內(nèi)的性能衰減。受人體健康評(píng)價(jià)啟發(fā)，健康指數(shù)理論逐步遷移應(yīng)用到電力系統(tǒng)領(lǐng)域[3-6]。2003年Hughes首先提出電力系統(tǒng)健康指數(shù)的概念[3]，并以0到10的數(shù)值量化評(píng)價(jià)單位的健康程度。通過(guò)數(shù)十年對(duì)于歷史數(shù)據(jù)的挖掘處理，最終得到健康指數(shù)與其故障概率的關(guān)系，如表1所示。

1.2配電網(wǎng)檢修策略的發(fā)展

電網(wǎng)設(shè)備檢修策略經(jīng)歷了由事后檢修、定期檢修向狀態(tài)檢修、風(fēng)險(xiǎn)檢修逐步過(guò)渡的過(guò)程[17]，體現(xiàn)了現(xiàn)代社會(huì)在處理故障風(fēng)險(xiǎn)和檢修風(fēng)險(xiǎn)這對(duì)矛盾的平衡點(diǎn)變化。所謂故障風(fēng)險(xiǎn)與檢修風(fēng)險(xiǎn)，分別指的是電力設(shè)備發(fā)生故障和采取檢修措施而造成的電力中斷所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失[9]。

表1　健康指數(shù)與設(shè)備狀態(tài)、故障率之間的關(guān)系

配電網(wǎng)通常以環(huán)狀設(shè)計(jì)、輻射型運(yùn)行，導(dǎo)致在通往負(fù)荷點(diǎn)的供電途徑中任一元件的退出運(yùn)行都將影響其所在饋線(xiàn)的整體效能。有別于主網(wǎng)以單體設(shè)備為研究對(duì)象，配電系統(tǒng)對(duì)從斷路器到用戶(hù)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)設(shè)備構(gòu)成的饋線(xiàn)元[18]進(jìn)行整體健康狀態(tài)評(píng)價(jià)，形成以饋線(xiàn)元設(shè)備組為基本單位的區(qū)域電網(wǎng)狀態(tài)檢修策略。因此亟待研究一套表征區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的配電系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法。

綜合以上分析，以饋線(xiàn)元的網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)為目標(biāo)將配電網(wǎng)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)與電網(wǎng)狀態(tài)檢修計(jì)劃的制定有機(jī)結(jié)合起來(lái)，可使配電網(wǎng)健康狀態(tài)的評(píng)價(jià)具有實(shí)用意義，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、量化、經(jīng)濟(jì)檢修技術(shù)的躍升，如圖2所示。

圖2　配電網(wǎng)健康指數(shù)建立及應(yīng)用

2　配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)模型

2.1成功流法理論

成功流法(goal oriented method，GO)是一種以成功為導(dǎo)向的全新分析方法理論[19]。與傳統(tǒng)解析法(如故障樹(shù)法)相比，GO法是以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖為出發(fā)點(diǎn)，能夠具體反映系統(tǒng)和部件之間的功能關(guān)系及邏輯關(guān)系，因此它比較適用于分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、元部件關(guān)系明確的系統(tǒng)[14]。

文[14]對(duì)GO法做了簡(jiǎn)化改進(jìn)，并詳細(xì)介紹了將GO法引入到配電網(wǎng)可靠性評(píng)估中的步驟。其首先需要對(duì)待評(píng)價(jià)系統(tǒng)中包含的配電設(shè)備故障率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將其轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行串并聯(lián)分析的概率形式，所采用的GO變換如(1)式所示

(1)

式中:λ為設(shè)備故障率;P為轉(zhuǎn)換來(lái)的成功運(yùn)行概率;N為一時(shí)間基數(shù)，即8 760h。

在得到系統(tǒng)中各元件成功運(yùn)行概率后，可計(jì)算出各負(fù)荷點(diǎn)成功供電的概率，再通過(guò)式(1)將成功概率逆變換為所求的可靠性數(shù)據(jù)。通過(guò)在RBTS Bus6中的仿真結(jié)果與參考值的比較分析，驗(yàn)證了GO法在配電系統(tǒng)可靠性分析中應(yīng)用的可行性。

由于健康指數(shù)理論與可靠性評(píng)估極為類(lèi)似，均是以系統(tǒng)中元件指標(biāo)為基礎(chǔ)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等值分析由點(diǎn)及面推至系統(tǒng)級(jí)指標(biāo)，差別僅在于前者以設(shè)備健康指數(shù)為基礎(chǔ)，而后者以設(shè)備故障率數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。因此將成功流法引入到配電網(wǎng)健康指數(shù)分析中理論上也是可行的。健康指數(shù)理論中采用是0到10的分值(也有一些文獻(xiàn)采用百分制)，文[4]指出健康指數(shù)和故障概率滿(mǎn)足類(lèi)指數(shù)型關(guān)系(故障概率與成功運(yùn)行概率為互補(bǔ)關(guān)系)，故本文采用由健康指數(shù)向成功運(yùn)行概率的GO變換如式(2)所示

(2)

式中:P為設(shè)備成功運(yùn)行概率;HI為設(shè)備健康指數(shù)。

2.2配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)算法步驟

算法基于設(shè)備級(jí)別健康指數(shù)，因此假設(shè)待評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備健康指數(shù)值均為已知；此外實(shí)際配電網(wǎng)絡(luò)多為開(kāi)環(huán)運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)生故障后而采取的負(fù)荷轉(zhuǎn)移并不能消除故障損失，因此不考慮饋線(xiàn)間合環(huán)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的影響。

以IEEE RBTS Bus2[20]饋線(xiàn)4為例，如圖3所示(其中虛線(xiàn)表示與饋線(xiàn)3合環(huán)點(diǎn)，通常為打開(kāi)狀態(tài))，具體計(jì)算步驟如下：

圖3　IEEE RBTS-Bus2 系統(tǒng)饋線(xiàn)4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

計(jì)算步驟如下：

① 配電網(wǎng)往往是由主饋線(xiàn)與分支饋線(xiàn)及其連接的元件組成的饋線(xiàn)元。首先，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分層處理，由主饋線(xiàn)開(kāi)始搜索，將搜索到的主饋線(xiàn)上的分支饋線(xiàn)及其連接的元件(包括斷路器、變壓器、架空線(xiàn)或電纜線(xiàn)等)分為同一層，同時(shí)尋找分支饋線(xiàn)是否還包含下級(jí)分支饋線(xiàn)，通過(guò)層層搜索獲取網(wǎng)絡(luò)層次統(tǒng)計(jì)。分層規(guī)則如圖4所示。

圖4　IEEE RBTS-Bus2系統(tǒng)饋線(xiàn)4系統(tǒng)層次圖

②將饋線(xiàn)上的所有元件數(shù)值為0到10的健康指數(shù)通過(guò)2.1節(jié)所述GO變換轉(zhuǎn)化為成功運(yùn)行概率，即

(3)

式中:角標(biāo)表示元件k在系統(tǒng)的第i層第j條分支饋線(xiàn)中。

③依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層次分析得到結(jié)果，由最末層開(kāi)始依次向上等值。具體步驟如下所示：

a.對(duì)最末層每一條分支饋線(xiàn)做串聯(lián)分析，將同一線(xiàn)路上所有元件成功運(yùn)行概率等值為一個(gè)分支饋線(xiàn)成功運(yùn)行概率。對(duì)于第i層第j條分支饋線(xiàn)有

(4)

特別的，對(duì)于某些重要用戶(hù)常采用雙回饋線(xiàn)供電，在不考慮負(fù)荷越限的情況下僅在兩回線(xiàn)路同時(shí)退出運(yùn)行時(shí)才會(huì)影響所帶負(fù)荷側(cè)供電，故其成功運(yùn)行概率可采用并聯(lián)計(jì)算，即

(5)

式中：Pij1、Pij2分別雙回線(xiàn)路中第1、2回線(xiàn)路成功運(yùn)行概率。

第i層各條分支饋線(xiàn)以所帶負(fù)荷與負(fù)荷重要等級(jí)比重系數(shù)之積作為權(quán)重，向上等值為元件Mi，如圖5所示。計(jì)算公式如下

(6)

(7)

式中:aij為第j條分支饋線(xiàn)在第i層負(fù)荷總量中所占的比重，第i層包含n條分支饋線(xiàn)。

圖5　IEEE RBTS-Bus2系統(tǒng)饋線(xiàn)4系統(tǒng)末層等值示意

b.將上步計(jì)算分析所得的第i層分支饋線(xiàn)作為一個(gè)等值元件Mi放入第(i-1)層，等值后其所在支路負(fù)荷數(shù)為第i層負(fù)荷總數(shù)，重復(fù)以上步驟得到第(i-1)層的等值成功運(yùn)行概率。

c.重復(fù)步驟3-1、3-2直至等值到達(dá)最高層，從而得到一條僅包含串聯(lián)節(jié)點(diǎn)(或元件)的主饋線(xiàn)路，并可得出其等值成功運(yùn)行概率PM1。

④ 由步驟③所得出的等值成功運(yùn)行概率PM1依據(jù)式(2)反轉(zhuǎn)換為健康指數(shù)，反轉(zhuǎn)換公式如下

(8)

由以上計(jì)算結(jié)果可以分析研究系統(tǒng)的整體健康狀態(tài)，其算法流程如圖6所示。

圖6　配電系統(tǒng)區(qū)域健康指數(shù)評(píng)價(jià)算法流程

3　算例分析

算例選取的IEEE RBTS-Bus2中饋線(xiàn)4(如圖3)為典型的輻射型結(jié)構(gòu)配電系統(tǒng)。該饋線(xiàn)中包含1臺(tái)斷路器、11條配電線(xiàn)路、7臺(tái)配電變壓器共計(jì)19個(gè)元件以及7處終端負(fù)荷點(diǎn)。原始數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[20]，斷路器故障率為0.002次/a，配電變壓器故障率為0.015次/a；當(dāng)線(xiàn)路為架空方式時(shí)故障率為0.065次/(a·km)，各負(fù)荷點(diǎn)故障率參考值分別為0.253、0.243、0.243、0.256、0.256、0.253、0.256(單位：次/a)，負(fù)荷點(diǎn)平均故障率為0.251次/a；當(dāng)線(xiàn)路為電纜架設(shè)方式時(shí)故障率為0.04次/(a·km)，各負(fù)荷點(diǎn)故障率參考值分別為0.161、0.155、0.155、0.163、0.163、0.161、0.163(單位：次/a)，負(fù)荷點(diǎn)平均故障率為0.160次/年；負(fù)荷數(shù)據(jù)如表2所示，各條線(xiàn)路長(zhǎng)度如表3所示。

表2　IEEE RBTS-Bus2饋線(xiàn)4負(fù)荷情況

表3　IEEE RBTS-Bus2饋線(xiàn)4線(xiàn)路長(zhǎng)度

通常實(shí)際配電網(wǎng)中健康性能的降低(對(duì)應(yīng)本文的健康指數(shù)升高)有兩種情況：局部劣化與整體老化。分別針對(duì)以上兩種情況本文在MATLAB R2008a環(huán)境下編制程序仿真分析。

案例1：設(shè)饋線(xiàn)4中最末層設(shè)備T22和L36劣化較為嚴(yán)重，模擬其取值分別由2.5變化至7.5對(duì)于網(wǎng)絡(luò)總體健康指數(shù)的影響，其余元件健康指數(shù)取為一般正常值2.5；

案例2：設(shè)饋線(xiàn)4中位于不同層的設(shè)備L34和L29劣化較為嚴(yán)重，模擬其取值分別由2.5變化至7.5對(duì)于網(wǎng)絡(luò)總體健康指數(shù)的影響，其余元件健康指數(shù)取為一般正常值2.5；

案例3：模擬饋線(xiàn)4中所有元件健康指數(shù)由2.5變化至7.5時(shí)網(wǎng)絡(luò)總體健康指數(shù)的變化過(guò)程；

案例4：考慮到負(fù)荷點(diǎn)21為政府、機(jī)關(guān)二級(jí)重要用戶(hù)，對(duì)其采用雙回供電方式。其中一回線(xiàn)路中配電變壓器T21健康指數(shù)為5.5，其余元件健康指數(shù)為2.5。通過(guò)代入程序計(jì)算可得網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)為2.785 88。

案例5：以原文獻(xiàn)中各元件故障率通過(guò)式(1)所得成功運(yùn)行概率，采用GO法計(jì)算網(wǎng)絡(luò)總體健康指數(shù)，與原文獻(xiàn)負(fù)荷點(diǎn)平均參考故障率直接通過(guò)式(1)、式(8)計(jì)算的結(jié)果做比較分析；

案例1至案例3仿真結(jié)果如圖7～圖9所示。

圖7　案例1網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖8　案例2網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

案例1、2的分析表明，具有相同健康指數(shù)的元件會(huì)由于其在饋線(xiàn)中的地位不同而對(duì)網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)的影響也不同。這是因?yàn)殡姎庠O(shè)備處于饋線(xiàn)中的等級(jí)越高，其故障失效所影響的負(fù)荷越多，造成的后果也越嚴(yán)重。例如案例2中的元件L29，其健康狀態(tài)將直接影響用戶(hù)18到用戶(hù)22的5處負(fù)荷點(diǎn)，因此其對(duì)總體健康指數(shù)的貢獻(xiàn)度明顯大于處于較低層級(jí)的其他元件，如圖8所示。

圖9　案例3網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

案例3仿真結(jié)果表明對(duì)于整體老化的配電網(wǎng)絡(luò)，其總體健康指數(shù)與其網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度正相關(guān)，并總是大于包含元件的健康指數(shù)。此外，雙回布線(xiàn)能夠有效提升網(wǎng)絡(luò)健康性能，即采用增大冗余度的方法提高系統(tǒng)供電可靠性，如案例4結(jié)果。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中元件健康指數(shù)賦值求取網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)，仿真結(jié)果的變化趨勢(shì)與實(shí)際情況較為吻合。

特別地，本文以設(shè)備健康指數(shù)為基礎(chǔ)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證，但當(dāng)前關(guān)于區(qū)域配電網(wǎng)設(shè)備的健康診斷記錄較少，在此仍以故障率數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)仿真驗(yàn)證將GO法理論引入到配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健康評(píng)價(jià)中的可行性。案例5通過(guò)兩種方式計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)結(jié)果如表4所示，結(jié)果表明采用GO法將配電設(shè)備健康指數(shù)用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)整體健康指數(shù)有較高的準(zhǔn)確度。

表4　案例5對(duì)網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)計(jì)算結(jié)果對(duì)照

由于實(shí)際配電系統(tǒng)中設(shè)備健康指數(shù)各異，一般較難直觀獲取電網(wǎng)整體健康程度。本文所提方法則可通過(guò)導(dǎo)入分析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及所含元件健康指數(shù)求取網(wǎng)絡(luò)總體健康指數(shù)。

4　結(jié)束語(yǔ)

為了平衡配電網(wǎng)檢修風(fēng)險(xiǎn)與故障風(fēng)險(xiǎn)、合理安排檢修資源，本文采用成功流法，綜合系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接線(xiàn)方式提出了一種輻射型配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評(píng)價(jià)方法，并以IEEE RBTS-Bus2饋線(xiàn)4為測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了該方法的可行性。理論分析和仿真結(jié)果表明：該方法邏輯清晰，便于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，為解決當(dāng)前配電系統(tǒng)健康診斷無(wú)法量化分析的問(wèn)題提供了一種可行方案。該方法對(duì)配電系統(tǒng)的區(qū)域電網(wǎng)健康性能進(jìn)行橫向比較，以應(yīng)用于制定系統(tǒng)的檢修資源優(yōu)化配置方案。

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(責(zé)任編輯：楊秋霞)

A Network Health Evaluation Method for Radial Distribution System

LI Yiqiang1, DONG Qing1, CHENG Lin2, MA Zhao3, ZHOU Limei3

(1. North China Electric Power University, Baoding 071003, China; 2. Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3.China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China)

研究配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)健康性能對(duì)于配電網(wǎng)狀態(tài)檢修的開(kāi)展具有重要價(jià)值。針對(duì)配電系統(tǒng)難以量化評(píng)價(jià)以饋線(xiàn)元為整體的網(wǎng)絡(luò)健康性能問(wèn)題，本文采用成功流(GO)法，將配電設(shè)備的健康指數(shù)映射為成功運(yùn)行概率，利用網(wǎng)絡(luò)等值法解析配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提出了一種基于設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)價(jià)的配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健康評(píng)價(jià)方法，并在IEEE RBTS-Bus2饋線(xiàn)4結(jié)構(gòu)中進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。理論和仿真分析結(jié)果表明：該方法邏輯清晰，便于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)整體健康性能的量化評(píng)價(jià)提供了一種可行方案。

配電系統(tǒng)；電力系統(tǒng)健康診斷；網(wǎng)絡(luò)等值法；成功流法；健康指數(shù)

The study of network health of distribution system is of significant value for network condition-based maintenances. In order to quantitatively assess the network performance of distribution system, a new health index (HI) model of distribution network is proposed based on assets’ condition. The idea of Goal Oriented (GO) method is introduced into the health evaluation of distribution networks by converting the health index of distribution equipment into probability forms. And the relative complex structure is analyzed using network-equivalent method. Moreover, five typical cases are simulated in the 4th feeder of IEEE RBTS-Bus2 system. As a result, the theoretical analysis and simulation results show that this method is logically clear and easy to be programmed on computer, which provide a feasible solution for quantitative evaluation of whole health performance for distribution power network.

distribution system; health diagnosis of power system; network-equivalent method; GO method; Health Index

1007-2322(2016)05-0068-06

A

TM711

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51177078)；國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目(EPRIPDKJ(2014)2863)

2015-07-18

李毅強(qiáng)(1991—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)可靠性分析，E-mail:lyqhbdl@163.com；

董清(1970—)，男，博士，副教授，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)魯棒控制、廣域測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，E-mail: dq.d@163.com；

程林(1973—)，男，博士，副教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)可靠性分析、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制，E-mail: chenglin@tsinghua.edu.cn。