Page 36 - 智能电气技术与安全-内部刊物

基 础 研 究 智 能 电 气 技 术 与 安 全

文献[3]分析配电网分段开关配置的技术特点，将初选出可能安装分段开关的线段作为控制变量，
提出应用小生境遗传算法来优化开关位置和数量，找出对应不同开关数量的全部极值点，从中选出满
足可靠性要求的全局最优解。文献[4]根据配电线路结构结合线路故障或检修运行效益和设备综合投
资成本，建立分支开关配置的目标函数；然后针对该目标函数，采用遗传算法求解配电线路故障或检
修运行效益和设备综合投资成本的综合效益最大化的分支开关簇。文献[5]提出了一种中压配电网环
网开关优化配置的方法，在保证系统及用户供电可靠性的前提下，使得综合费用最低。文献[6]将优
化结果作为待选方案，将供电可靠性大于允许下限的待选方案中开关数量最少的规划方案作为最优方
案，达到投资净效益最大的实际效果。在提高配电网可靠性的技术措施中，对馈线进行分段，通过开
[7]
关操作隔离故障减少停电损失是比较可行而且效益非常明显的一种方法 。馈线上增加开关配置，能
够提高配电网可靠性水平，但开关数量增加的同时，却增加了网络的建设和维护成本，也增加了馈线
[8]
自动化实施的难度。开关优化配置模型属非线性、不可微的约束组合优化问题 ，本文从开关投资与
可靠性效益出发，建立分段开关优化配置模型，并采用开关优化功能对模型进行求解，寻求馈线上最
优的分段开关配置方案。
1 煤层气微电网运行优化模型建立

1.1 可靠性指标
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高、高精度与高科技产业数量的增加，用户对电网的供
[9]
电能力和供电可靠性的要求越来越高 。
可靠性价值一般通过系统的停电损失来表示，它与负荷节点的可靠性指标有关。系统的停电损失
是用户停电频率、用户停电持续时间的函数。停电事件由系统元件故障引起，因此，用户停电频率与
元件的故障率有关，而用户停电时间则由元件的故障率和故障时间决定。对于一个负荷点 i ，其可
靠性指标的计算实际上是考虑从电源点到负荷点的一个串联系统，因此，负荷点 i 的可靠性指标可
以通过下面的公式来计算 [10] 。
1 故障率
m
    j （1-1）
i
 j 1

2 故障时间
m
  j r j
r i   j 1 m （1-2）
  j
 j 1

式中： 和 r 为元件 j 的故障率和故障时间；m 为由电源到负荷点 i 的所有元件数。
j
j
需要说明的是，以上公式基于以下假设条件：
① 各元件的故障为独立事件；
② 仅考虑一阶故障事件；
③ 不考虑保护系统动作的影响，假设其自动化水平很高，其动作时间较之元件的故障时间可以
忽略不计。
当某一元件发生故障时，该元件前面的负荷点可与故障元件隔离，因此仍然可由电源供电。而该
元件后面的负荷点全部停电，停电时间等于元件的故障修复时间。因此，负荷点 i 每年的停电损失
可以表示为：

IC  EENS CIC i （1-3）
i
i

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