（东莞供电局）
摘要：继电保护系统的可靠程度决定着供电的可靠性，对继电保护系统的可靠性进行分析要结合供电条件的特殊性。可靠性的区间分析可以保证评估的可靠性。可靠性的评估可以保证继电系统的稳定性，但是不同的评估方法具有不同的适用的范围。
关键词：继电保护；可靠性分析；探讨
供电网直接连接着电力用户，电网的稳定决定着供电可靠性。停电事故的发生很多是由于继电保证发生了问题。在电力系统，对继电保证的可靠性分析受到了广泛的关注。继电保护系统的可靠性主要通过区间分析来体现，目前许多关于继电保护系统可靠性分析的方法也侧重于区间式的。由于继电保护系统的网架形式复杂多样，所以继电保护系统的区间分析是一个相对复杂的问题。
1．区间分析方法
1.1概述
通过情况下，继电保护系统的区间分析方法有两种，分别是模拟法和解析法。模拟法会针对元件的运行效果进行区间分析，通过采样的方式来实现。模拟继电保护系统的运行，通过统计各个负荷点发生停电频率和停电作用时间来分析负荷点的可靠性，得到系统可靠性指标。模拟法的计算复杂性和系统的规模有关，可以用于复杂系统的区间分析。模拟法的准确性由模拟的年限决定，要对系统进行精确的区间分析，时间会很长。解析法决定于处理对象的差异，通过分为以元件为目标和以负荷点为目标。以元件为目标的方法逐个分析每个元件对负荷点的影响，分析故障发生的概率和时间的累积得出可靠性指标。以负荷点为目标的处理方法会针对单个负荷点，依据路径，分析供电元件给负荷点的可靠性带来的影响。
1.2以元件为目标的分析方法
故障分析法是常用的区间分析法，是以元件为目标进行分析的方法。该种方法逐一分析故障元件的影响，生成故障模式的分析表，分析通过故障产生的机率，得出可靠性指标。采用故障模式分析法思路简单，但是故障模式的数量会随元件个数增长而变化，所以适用于规模小的继电保护系统的可靠性分析。
1.3以负荷点为目标的分析方法
最小路法是典型的以负荷变化为目标的区间分析方法。对于负荷点的状况，先查找电源点的最小路径，系统元件可以分为最小路径上的与非最小路径上的元，然后分别分析这些元件对负荷点产生的影响。基于最小路径的分析法，考虑到了最小路径上备用电源以及分段开关的影响，还考虑了非最小路径上的分支线作作。这种分析法适用于辐射状的继电保护系统，在网络复杂的状况下，负荷点最小路径的寻找时间较长，分析速度较慢。
２.考虑元件容量的区间分析方法
对于单电源辐射形式的继电保护系统，发生故障后要切除故障区域和下游的供电，负荷转换的问题不存在，所以不用考虑元件容量的影响。简单辐射状的继电保护系统供电时的可靠性差，当前继电保护系统已实现了手拉手或多分段多联络的网架结构。发生故障后，故障下游区域的电网可以通过自动联络的方式寻找替代的供电路径，停电时间可以缩短状态。但是下游区域的负荷会增大，原有馈线的负载也会增大，会发生线路和变压器容量的超限，节点会低于额定电压。很多区间分析算法考虑通过联络线替代负荷后产生的二次潮流约束，没有考虑线路和变压器的传输能力。
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２．1 计算的容量约束判断消除后，通过潮流计算来分析元件容量能否满足约束条件，以供需容量分析削减负荷的变化。区间分析依靠潮流计算，潮流计算的效率会影响到对区间分析算法的计算量。环形系统中发生故障的类型可以分为全部失去连通性和部分失去连通性。部分失去连通性事件没有全部断开负荷点和电源，但是部分负荷会以新的路径引发线路超载或电压超界。
２．2 馈线挂接变压器的容量分析方法
① 通过潮流计算法来分析继电保护发生故障后的潮流状况，要明确各个负荷点的有功功率和无功功率。由于当前继电保护系统的分析水平无法实时分析到各个负荷点功率的变化情况，通信系统无法将采集到的数据上传到配电管理系统，通过历史数据分析负荷点的有功无功功率存在着误差，所以无法去判定转供容量的约束情况。
② 辐射状继电保护系统的源流关系简单，潮流计算要附加由于网损带来的额外信息，由于馈线的最大允许电流存在限度，可以忽略网损的影响。配电变压器和馈线的负载率要保证同步，校验馈线的转供容量约束情况，可以在保证用户需要的同时，降低计算误差量。
３．考虑参数影响的区间分析方法
区间分析建立在随机数学理论基础上，可靠性指标也多为期望值。然而，继电保护系统受天气、运行状态等一系列因素影响，具有不确定性，因此其可靠性计算结果和实际情况存在一定的差异。
基于当前的区间分析方法，概述了在不确定性数学理论基础上的电力系统区间分析的总体框架。和确定参数的区间分析相比，不确定信息的区间分析计算量增加并不大，但计算出的可靠性指标包含更多的信息，能更准确地体现继电保护系统的可靠性。针对继电参数的不确定性但可以限定在某一个范围内，在区间数及其运算规则的基础上分析出区间计算的反演，提出继电保护系统可靠性分析的改进区间数法。
４．考虑分布式电源的区间分析方法
分布式电源方式具有灵活、环境污染小等特点，被广泛接入到继电保护系统中，在给继电保护系统运行方式带了变化的同时，也给继电保护系统的可靠性带来一定的影响。依据保护重要程度将其为不同的等级，以可靠性最大为目标建立运行模型，并在改进最小路径法的基础上分析继电保护系统可靠性。在区间数和区间运算概念的基础上，考虑了原始参数在继电保护变化的情况，采用网络等值法对接入的继电保护系统进行区间分析，并分析了接入位置不同对可靠性的影响。
５．研究展望
５．１对可靠性的精确统计
可靠性参数作为继电保护系统区间分析的基础，直接决定着区间分析结果的准确性。但多数情况在评估继电保护系统可靠性的时候都是通过引用数据获得，不能准确反映继电保护系统的实际情况。分间式电源接入继电保护系统的研究处于初级阶段，尚无有效的可靠性统计数据。原始可靠性参数的精确性直接决定了区间分析结果的精确性，完善配电基础可靠性数据的统计与管理十分重要。
5．2 需求响应对继电保护系统可靠性的影响
随着电力技术的发展，需求响应技术被引入到电力系统的继电保护的可靠性分析中来。基于需求响应通过电价的变化来改变用户的用电习惯，达到消峰填谷的目的。负荷曲线的优化不仅带来了经济效益，同样会对继电保护系统供电可靠性产生影响，负荷高峰期负载率的下降将在一定程度上降低继电保护系统故障的风险。在基于可靠性分析响应中，并不是所有负荷都会影响到供电的满意程度，必要时可以削减部分负荷来保证继电保护系统的安全运行。这种机制下，传统的可靠性指标体系难以适用，新的可靠性指标体系与区间分析方法有待研究。
５．3 新型继电保护系统区间分析
当前新能源发电技术和智能电网在快速发展，越来越多的区间式电源被接入到继电保护系统中将成为趋势，区间式电源的接入改变了传统继电保护系统的运行模式，其输出功率的随机性与间歇性也将对继电保护系统区间分析产生重要影响。
６．结束语
电保护系统的可靠程度决定着供电的可靠性，对继电保护系统的可靠性进行分析要结合供电条件的特殊性。可靠性的区间分析可以保证评估的可靠性。可靠性的评估可以保证继电系统的稳定性，但是不同的评估方法具有不同的适用的范围。随着人们对继电保护系统供电可靠性越发重视，关于继电保护系统可靠性的研究也越来越多。可靠性参数的精确性直接决定了区间分析结果的精确性，继电保护系统基础可靠性数据的统计与管理工作有待完善。
参考文献
［1］丁生虎．基于序贯蒙特卡罗仿真的继电保护系统区间分析模型［Ｊ］．电网技术，2014，28（３）：３８－４２．
［2］李迎春．辐射状配电系统区间分析的故障遍历算法［Ｊ］．电力系统自动化，2015，２7（２）：５３－５６
论文作者:刘嘉镇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：区间论文; 可靠性论文; 继电保护论文; 系统论文; 负荷论文; 方法论文; 元件论文; 《电力设备》2017年第30期论文;