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摘 要

本文从配电网的静态安全分析出发，将配电网自身的结构特点与输电网(n-1)准则相结合，在配电网的静态安全分析中运用k (n-1 1)准则，探讨了k (n-1 1)准则对转移非故障区负荷的必要性，通过k值的大小分析系统结构的合理性。而该准则在k值相同时无法判断故障的严重程度，因此结合风险理论，对k (n-1 1)准则的缺陷进行了分析，通过风险指标划分故障的严重程度，对结合风险理论的k (n-1 1) 准则的实用性进行了探讨分析，通过算例证明了该方法的可行性，证实该方法可以使得最优转供方案的选择变得更为便利。最后简要介绍了配电网重构算法，使本文论述的配电网静态安全分析的体系更为完整。

关键词：风险评估；配电网；电力系统；静态安全分析

Static safety analysis of distribution network

Abstract

Starting from the static safety analysis of the distribution network, this paper combines the structural characteristics of the distribution network with the transmission network(n-1 1) criterion, and uses k(n-1 1) criterion, discusses the necessity of k(n-1 1) criterion. Then, combined with the risk theory, the defects of the k(n-1 1) criterion were discussed, and the practicality of the k(n-1 1) criterion combined with the risk theory was discussed and analyzed. The feasibility of the method proves that the method can make the selection of the optimal transfer plan more convenient. Finally, the distribution network reconstruction algorithm is briefly introduced, which makes the distribution network static safety analysis system discussed in this article more complete.

Keywords：risk assessment，distribution network，power system，static safety analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 选题背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

第二章 配电网静态安全分析相关理论介绍 3

2.1 (n-1 1)准则 3

2.2 k(n-1 1)准则 3

2.3 风险理论 4

2.4 故障严重程度函数 4

2.5 运用k(n-1 1)准则评价恢复供电后系统可靠性 5

2.6 配电网静态风险评估指标 6

2.6.1 失荷风险指标 6

2.6.2 过荷风险指标 7

2.6.3 电涌风险指标 7

2.6.4 静态单项风险指标 8

2.6.5 系统静态总风险指标 8

2.7 配电网重构算法介绍 9

第三章 准则的应用及简单算例分析 10

3.1 应用 10

3.2 简单算例分析 12

第四章 结语 15

致 谢 16

参考文献 17

引 言

选题背景及意义

配电网电力网的电能分配中有着重要作用，是无可替代的。配电网的重要组成部分包括架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关等。作为我国电网中最薄弱的环节之一，配电网的安全事关用户能否稳定用电，因此，配电网的静态安全分析就显得尤为重要。

静态安全分析是能量管理系统（EMS）的重要组成部分，是调度员监视、分析和控制电力系统，保证电网经济安全运行的重要工具^[1]。静态安全分析是分析元件有无过荷及母线电压有无越限。

长期以来，输电网的安全分析是国内外研究者研究的重点，提出了输电网安全分析的(n-1)准则^[2]，即分别开断系统的每一个网络元件，分析之后的状态。但在配电管理系统（DMS）中情况则大不一样。由于配电网大多是辐射型网络，闭环设计、开环运行的结构特点也与输电网差别较大，配电网的支路中，某一个元件的开断状态发生改变，都会造成电网拓扑结构变化，可能产生电网解列等严重后果，对支路开断模拟的精度要求也更高，分析时不能照搬(n-1)准则。因此，必须从配电网自身特点出发，运用适合配电网特有的k(n-1 1)准则进行分析，需要将配电网结构灵活这一特点那种考虑范围。因为k(n-1 1)准则并没有对事故的严重程度进行分析，所以基于风险理论，本文对配电网的安全评估风险指标进行了探讨。

本文对风险指标进行了实用性探讨，并进行了算例分析，通过实例证明了指标的可行性。该准则在k(n-1 1)准则的基础上进行了拓展，能够定量刻画不同故障的严重程度，更加直观地反应不同转供方案的系统安全性高低。

国内外研究现状

文献[3]论述了配电网静态安全分析的概念，讨论了配电网静态安全分析方法，定义了配电网静态安全程度、配电网静态安全率和配电网静态安全减负荷值等指标，以及配电网风险顺序表和配电网安全减负荷顺序表等静态安全分析结果展现形式，为后续配电网静态安全分析研究打下了基础。文献[4]和文献[5]研究了甘肃电网，发现实际电网运行中备自投装置对配电网结构的影响，据此研究提出双回拓扑分析的方法，该方法可以方便、准确模拟各类备自投设备的动作，简化了静态安全分析过程中备自投动作情况的判断方法。文献[6]以风险理论为基础，结合配电网的k(n-1 1)准则提出了配电网静态风险评估指标，实现了不同假想事故的后果严重程度的定量刻画，准确地反应同一假想事故后不同转供方案下系统安全性的相对高低，为配电网静态安全分析的研究提供了一些有益的参考。随着技术的发展，智能配电网开始逐步投入实际运用，再加上分布式电源、电动汽车接入电网的数量不断增加及用户侧储能等技术在配电网中的大量应用，用传统方法对智能配电网进行静态安全分析时会出现误动、拒动、灵敏度降低等问题。文献[7]为解决分布式配电网静态安全分析的问题，通过研究提出了基于智能终端单元的分布式配电网静态安全分析方法，为配电网静态安全分析与时俱进，适应时代发展提供了一种有益的思路。作为未来智能配电网的一种发展模式，主动配电网以其能够实现间歇性绿色能源高效利用和网络优化运行的特点开始受到越来越多的学者的关注，文献[8]在考虑到主动配电网的时序特性基础上提出适用于主动配电网N-1支路故障的静态安全分析方法。其他还有一些为解决特定地区配电网安全问题的方法，如可用于短路电流水平过高的配电网运行规划中的分层分区控制方法^[9]、应用模糊理论得到配电网安全水平的模糊描述的方法^[10]、运用模拟计算进行电力系统安全分析的方法^[11]等等。针对某些故障排除措施可能会造成配电网络的拓扑结构发生变化的情况，已经有很多学者研究提出了多种配电网的重构算法。至此，配电网的静态安全分析形成了从分析问题到解决故障再到重构网络的较为完整的体系。

配电网静态安全分析相关理论介绍

(n-1 1)准则

在事故预想的概念被引进安全分析后，静态安全分析软件的实用性大大增加。在此基础上，可以定义各种人们感兴趣的故障，灵活地模拟和再现故障的过程，为静态安全分析提供了很大的帮助。据此，有学者提出了输电网的(n-1)准则，即计算按照该准则或事先制定好的开断表断开系统中的元件的网络潮流，以此分析故障对输电网的影响。

配电网具有与输电网不同的特点，主要包括：(1)配电网一般处在较为集中的地域，例如城市、农村等地区;(2)配电网电压等级较低(最高为110kv)、级数较多(低压配电网、中压配电网、高压配电网)，分为主网和配网，每条线路传输的电能一般较小，同时传输距离较短;(3)配电网的网络结构相对于输电网，更加复杂。采用的设计方式为闭环方式，这样设计出来的配电网可以可靠供电；运行方式则是开环，可以降低发生接地故障时的短路电流，提高电力系统的安全性。为了使配电网的结构及运行方式更加灵活且能较好的应对电网中的各种突发状况，所以在电网中存在大量的联络开关等用于改变功率流向的电气元件。(4)相比于输电网，配电网暂态过程更加难以监测。因此配电网的安全分析主要是静态安全分析。因此，在(n-1)准则的基础上，结合配电网的特点提出的就是(n-1 1)准则。

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