万国成,任震，田翔
（华南理工大学电力学院，广东广州510640）
配电网可靠性是电力系统可靠性三大组成部分之一，相对于发电及输电系统的可靠性研究，配电环节的可靠性研究一直处于较弱的水平；而复杂配网的可靠性评估更是一个薄弱环节。该文通过对配电网工作机理的分析，介绍了对带有复杂分支馈线的配电网可靠性评估的网络等值法，同时指出了原IEE文献中网络等值法所采用的数学模型中没有考虑各分支馈线首端所设断路器的影响的不足，并给出了修正的网络等值法数学模型，该模型较完备地考虑了熔断器、断路器、备用变压器等设备的影响，与原模型相比，修正后的模型具有更宽的适应面，更适合馈线中设有断路器的系统。能更真实地反应配网的实际情况。
关键词：配电网；可靠性；网络等值法
1引言
在相当长一段时间里，电力系统的可靠性研究都集中在发电与输电环节上，对配电网的可靠性研究只是近些年才引起人们的关注。其实，配电网的可靠性研究与发电及输电系统一样，具有相当重要的意义。有统计资料显示[1]：大约有80的停电事故是由配电系统的故障造成的。
由于配电系统其自身的特点，对配网的可靠性评估的方法与发电系统及输电系统相比均有较大差异。文[2]提出的基于神经网络的电网可靠性评估方法主要是针对发电及输电系统的；配电网可靠性评估的传统方法为故障模式后果分析法[3]（Failure-Mode-and-EffectAnalysis），该方法对所有可能的故障事件或元件失效进行分析，并确定对负荷点的影响，找出系统的故障模式集合，最终在此状态集合的基础上得到负荷点的可靠性指标。FMEA法适用于对简单辐射状主馈线系统的可靠性评估。对带有复杂分支馈线的系统，由于故障模式太多，直接使用FMEA法有一定困难[4]。为此，文[5]介绍了一种能灵活响应配电网络拓扑结构变化的复杂辐射状配电系统可靠性评估的故障遍历算法；而文[6]提出了利用网络等值法对复杂网络进行等效简化的方法。该方法的基本思想是利用一个等效元件来代替一部分配电网络，从而将复杂结构的配电网逐步简化成简单辐射状主馈线系统。对辐射状配电网而言，该等效方法具有很好的适应性。
本文对网络等值过程中的等效机理进行了分析，指出了文[4]中等效模型的不足，并给出了修正后的等效模型，最后在文末以一具体实例加以说明。
2简单辐射状主馈线系统
简单辐射状主馈线供电系统在配电网中占有主要的地位，在这种系统中，负荷沿途分布在馈线的两侧，它是研究复杂结构配电网的基础。典型的简单辐射状主馈线系统的结构图如图1所示。图1中，虚线框1代表一负荷支路，虚线框2代表分段开关，N/O表示联络开关，此外，在靠近电源的地方还有断路器。典型的简单辐射状主馈线系统由断路器、若干段主馈线、负荷支路、分段开关、联络线及联络开关构成。在进行可靠性评估时，可将断路器、各馈线段、分段开关等分别看成一个节点，如果把负荷支路也当成串在回路中的一个节点元件，则对该类系统进行可靠性评估时图1可由图2来完全等效。此时，节点与节点之间的连线只表示一种连接关系，不带任何属性，系统的所有故障均由各节点的属性决定。等效后的系统可看成由n个元件组成，前n一个元件中的每个元件都属于集合W={断路器、线路、负荷节点、分段开关}，第n个为联络线及联络开关(可有可无)。
不同类节点具有不同的属性。对应断路器的节点属性为{断路器|故障率λ′，修复时间r′，可靠断开的概率pb}；对应主馈线段的节点属性为{主馈线段|故障率λ′，修复时间r′}；对应分段开关的节点属性为{分段开关|操作时间r′，故障率λ′（取为0）}；对应负荷支路的节点属性为{负荷支路|等效故障率λ′，等效修复时间r′}；对应联络线及联络开关的节点属性为{联络线及联络开关|联络线故障率λ′，联络开关倒闸时间r′}。一般而言，联络开关倒闸时间t2>t1。另外，在分段开关的属性中加上故障率并将它取为0是为了后面的叙述方便。
对负荷支路节点，由于它是由变压器、负荷支路线以及熔断器(可有可无)组成，因此有必要对它的等效故障率的求取作适当的分析处理。设熔断器可靠工作的概率为Pf，如果负荷支路j的首端设有熔断器，则此负荷支路所对应的等效节点的故障率。如果熔断器100地可靠工作，则负荷支路的故障不影响馈线上其它点的可靠性指标,即；如果不设熔断器，相当于λ′j=0，则在干线上反映该负荷支路的节点所对应的可靠性参数为故障率，年停电时间为,平均停电持续时间为当设有熔断器但不是100地可靠工作时，等效节点只是故障频率发生改变，而修复时间仍然维持此值不变)。其中,λjl为该负荷支路线路的故障率,它等于线路长度乘以单位长度线路的故障率，λjt为该负荷支路上变压器的等效故障率，rjl为该线路的等效修复时间，rjt为该支路上变压器的等效修复时间。
对简单辐射状主馈线系统，如果忽略二重及二重以上的元件故障，各负荷节点的可靠性指标计算方法如下：
设节点j为一负荷支路对应的节点，则该负荷点对应的故障率λj、故障修复时间rj及年停电时间Uj分别为
式中为图2中第k个节点的等效故障率；rjk为求第j个节点时第k个节点故障导致的第j个节点的停运时间。
rjk的取值依赖系统的结构，其表述如下：
（1）第k个元件在电源侧
若第k个元件与j元件间无分段开关，则rjk为第k个等效元件的故障修复时间；如果第k个元件与j元件间设有分段开关，且j元件以后的馈线上设有联络开关，则rjk取为分段开关操作时间与联络开关倒闸时间中的较大值；如果第k个元件与j元件间设有分段开关，但j元件以后的馈线上没有装设联络开关，则rjk仍取为第k个等效元件的故障修复时间；
（2）第k个元件比j元件远离电源侧
若第k个元件与j元件间无分段开关，则rjk为第k个等效元件的故障修复时间；如果第k个元件与
