Page 39 - 电力与能源2024年第四期

史 媛：考虑节点响应故障概率的 10 kV 双环网自愈系统节点优化配置 433

直接风险的目标节点与当前迭代风险计算节点之
间的间隔数量。

3 双环网自愈系统中的可靠性增量分析

3.1 单个配电站的可靠性增量模型
常规配电网络中，配电站存在一级开关站和
二级开关站两种常见供电模式。其中，一级开关
站的电源来自变电站 10 kV 馈线，可由同一变电

站不同母线的馈线送出，也可由不同变电站的两
条馈线送出；二级开关站电源来自一级开关站不
同 母 线 的 任 意 两 条 10 kV 主 线 。 变 电 站 馈 线 至
一级开关站进线配置纵差保护，一级开关站出线
至二级开关站进线无保护。开关站站内分段开关
均配置备用电源自动投入保护；正常运行时，开关
图 2 典型 10 kV 配电网常规接线模式
站分段开关处于分位，当因线路故障某段负荷失电
准 值 ，为 方 便 模 型 计 算 可 取 值 为 1； λ x —— 单 个
时，依靠备自投的投入合上分段开关，由另一母线
开 关 站 的 可 靠 性 增 量 系 数 ，其 取 值 与 该 开 关 站
段的进线同时供电，但当出现连续性故障或分段开
在 常 规 接 线 中 的 位 置 有 关 ， x 表 征 该 开 关 站 在
关故障时，易出现备自投投入不成功或全站停电的
常 规 接 线 中 的 接 线 等 级 ，根 据 量 化 分 析 ，一 级
情况。10 kV 自愈系统的配置实现了配电网络中
线路故障时的故障准确隔离和失电回路的快速恢 开 关 站 λ 1 可 取 值 1.75，二 级 开 关 站 λ 2 可
复，最大程度地减小线路故障造成的停电范围，大 取 值 2。

幅提升配电网供电可靠性。常规一级开关站及二 3.2 考虑节点响应故障风险的综合可靠性计算
级开关站的典型接线模式如图 2所示。 模型
对比图 1 和图 2，模拟各个位置的线路故障时 双环钻石型配电网络的构建提升了网架中
双环网自愈系统的动作逻辑，总结常规配电网接 10 kV 开关站的供电可靠性，但是随着网络内电
线模式和双环网自愈系统接线模式的停电范围区 站数量的增加，节点响应故障风险概率的增大降

别，结果如表 2 所示。 低了整个链式回路的网架安全性和可靠性。
基于失电概率的量化分析，建立双环网自愈 在考虑单个配电站节点响应故障风险和可靠
系统中单个配电站的可靠性增量模型： 性增量的基础上，建立双环网络的综合可靠性模
（5） 型如下：
H Δ = λ x H 0
式中 H Δ —— 双 环 网 自 愈 系 统 的 单 个 开 关 站 N + M
H = ∑ H Δj (1 - ε Δ ) （6）
的 可 靠 性 增 量 ； H 0 —— 常 规 接 线 中 的 可 靠 性 基 j = 1
表 2 常规配电网接线和双环网自愈系统接线模式下的保护动作区别
故障位置 常规接线下的恢复供电失效情况 双环网接线下的恢复供电失效情况
P202 及 P105 均合闸失败，P1 一段负荷失电；
P205 合闸失败，P1 一段负荷失电；
S10A P101 P202 及 P205 均合闸失败，P2 一段负荷失电；
P105 及 P205 均合闸失败，P1 及 P2 一段负荷失电
P202，P105 及 P205 均合闸失败，P1 及 P2 一段负荷失电
P202 及 P105 均合闸失败，P1 一段负荷失电；
P205 合闸失败，P1 一段负荷失电；
P10A P101 P202 及 P205 均合闸失败，P2 一段负荷失电；
P105 及 P205 均合闸失败，P1 及 P2 一段负荷失电
P202，P105 及 P205 均合闸失败，P1 及 P2 一段负荷失电
P101 P102 P205 合闸失败，P2 一段负荷失电 P202 及 P205 均合闸失败，P2 一段负荷失电
P102 P201 P205 合闸失败，P2 一段负荷失电 P202 及 P205 均合闸失败，P2 一段负荷失电