(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111429936.2 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 南通大学 地址 226001 江苏省南 通市崇川区啬园路9 号 (72)发明人 黄杰杰　薛晓岑　张雷　桑顺　 (74)专利代理 机构 北京科家知识产权代理事务 所(普通合伙) 11427 代理人 曹振中 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于负荷-电源连通性分析的配网可靠 性评估方法 (57)摘要 本发明提供一种基于负荷 ‑电源连通性分析 的配网可靠性评估方法， 涉及电力系统供电可靠 性评估领域， 步骤如下： 绘制配网拓扑结构图； 枚 举开关与线路的故障作为配网可靠性分析中的 单重故障场景； 分析故障发生时刻各负荷节点与 电源之间的连通性； 分析故障隔离过程中各负荷 节点与电源之间的连通性； 分析配网故障重结构 条件下各负荷节点与电源之间的连通性； 综合故 障发生， 隔离与配网故障重构过程， 量化配网单 重故障对各负荷节点供电可靠性的影 响； 综合各 负荷节点在配网单个线路或开关元件故障条件 下的供电可靠性， 计算得到配网整体的供电可靠 性指标。 本发明采用负荷 ‑电源连通性分析， 可直 观地描述配网负荷供电可靠性， 提升可靠性评估 结果的精度。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 114117795 A 2022.03.01 CN 114117795 A 1.一种基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在于： 包含以下步 骤： S1： 绘制配网拓扑结构图， 确定各负荷节点与电源之间的通路中存在的开关节点与线 路； S2： 枚举开关与线路的故障作为配网可靠性分析中的单重故障场景； S3： 分析故障发生时刻各负荷节点与电源之间的连通 性； S4： 分析故障隔离过程中各负荷节点与电源之间的连通 性； S5： 分析配网故障重结构条件下 各负荷节点与电源之间的连通 性； S6： 综合故障发生， 隔离与配网故障重构过程， 量化配网单重故障对各负荷节点供电可 靠性的影响； S7： 综合各负荷节点在配网单个线路或开关元件故障条件下的供电可靠性， 计算得到 配网整体的供电可靠性指标。 2.根据权利要求1所述的基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在 于： 所述S1中的配网拓扑结构图是基于配网结构进行绘制， 且所述配网拓扑结构图包含电 源、 线路、 开关以及负荷节点。 3.根据权利要求1所述的基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在 于： 所述S3中的步骤为： 对于所述配电网， 存在m个负荷节点与n个单重故障场景； 针对特定 故障场景j(j∈[1,2, …,n])， 负荷节点i(i∈[1,2, …,m])在故障发生时刻与电源间的连通 性标识符F1(i,j)初始值皆设置为 “0”； 从故障元件向配网电源 回溯， 定位离故 障点位置最 接近的隔离开关； 遍历各负荷节点， 若该隔离开关存在于某负荷节点i与电源之间的通路 中， 则将F1(i,j)设置为 “1”。 4.根据权利要求1所述的基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在 于： 所述S4中的步骤为： 针对特定故障场景j(j∈[1,2, …,n])， 负荷节点i(i∈[1,2, …,m]) 在故障隔离过程中与电源间的连通性标识符F2(i,j)初始 值皆设置为 “0”； 从故障元件向配 网电源回溯， 定位离故障点位置最接近的速断开关与隔离开关； 遍历各负荷节 点， 若该故障 元件与离故障点位置最接近的隔离开关不存在于某负荷节点i与电源之间的通路中， 且离 故障点位置最接近的速断开关存在于某负荷节 点i与电源之间的通路中， 则将F2(i,j)设置 为“1”。 5.根据权利要求1所述的基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在 于： 所述S5中步骤为： 针对特定故障场景j(j∈[1,2, …,n])， 负荷 节点i(i∈[1,2, …,m])配 网故障重构条件 下与电源间的连通性标识符F3(i,j)初始 值皆设置为 “0”； 从故障元件向配 网电源回溯， 定位离故障点位置最接近的隔离开关， 将此开关置于断开状态； 遍历各负荷节 点， 若该隔离开关存在于某负荷节点i与电源之间的通路中， 且负荷节点i所在馈线末端存 在联络开关， 将 离故障点位置最接近的隔离开关置于断开状态， 将联络开关置于导通状态， 检测该条件下负荷节点i与配网电源间的连通性； 若负荷节点i可与配网电源相连， 则将F3 (i,j)设置为 “1”。 6.根据权利要求1所述的基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在 于： 所述S6包 含以下步骤： 针对特定故障场景j(j∈[1,2, …,n])， 其涉及元件的故障率为λj， 元件修复时间为Tj；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114117795 A 2综合故障场景的故障发生、 故障隔离以及配网故障重构过程， 该故障场景对负荷节点i(i∈ [1,2,…,m])供电故障率影响的量化表达如式(1)所示； 对负荷节 点停电时间影响的量化表 达如式(2)所示； λ(i,j)＝F1(i,j)λj+F2(i,j)λj         (1) T(i,j)＝[F1(i,j) ‑F3(i,j)]Tj+[F2(i,j)+F3(i,j)]TSW  (2) λ(i,j)为故障场景j引起的负荷节点i供电故障率， T(i,j)为故障场景j引起的负荷节 点i停电时间， TSW为配网故障隔离与故障重构过程中开关倒闸操作所需的时间； 负荷节点i在计及所有单重 故障条件下的供电故障率指标λi、 停电时间指标Ti以及电量 不足指标ENSi的计算表达式分别如下： Pi为负荷节点 i处的有功 功率大小。 7.根据权利要求1所述的基于负荷 ‑电源连通性分析的配网可靠性评估方法， 其特征在 于： 所述S7包 含以下步骤： 综合各负荷节点的可靠性计算参数， 求解单重故障条件下配网的整体可靠性指标， 其 中： 系统平均停电频率指标(SAIFI)的计算表达式为： Ni为负荷节点 i处的负荷用户数； 系统平均停电持续时间指标(SAIDI)的计算表达式为： 用户平均停电时间指标(CAIDI)的计算表达式为： 平均供电可用率指标(ASAI)的计算表达式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114117795 A 3