一种配电网网络健康指数评估方法技术

本发明专利技术涉及一种配电网网络健康指数评估方法，包括：(1)确定所述配电网供电区域范围；(2)根据所述配电网的关键设备的健康指数HI和故障率λ的函数关系，确定所述关键设备的故障率λ；(3)对所述配电网进行化简；(4)确定所述配电网的供电可靠率P；(5)确定所述配电网网络健康指数HI′，本发明专利技术提供的方法，在复杂配电网运行健康状况与人体健康状态相类比的基础上，使用健康指数描述配电网的功能和性能表征，依据设备健康指数与故障率之间的模型关系以及故障模式与影响分析法建立了配电网健康指数评估方法模型，可得出配电网的自身健康状况及其变化趋势，对已造成或可能发生的异常病症，及早做出响应，保障其处于健康状态。

Method for evaluating health index of distribution network

The invention relates to a method of evaluation, the distribution network health index includes: (1) to determine the distribution network power supply area; (2) according to the key equipment of the distribution network health index HI and failure rate function, determine the key equipment failure rate; (3) to to simplify the distribution network; (4) to determine the distribution network power supply reliability rate of P; (5) to determine the distribution network health index HI ', the invention provides a method, based on the state of complex distribution network operational health and human health by analogy, the description of health index the function and performance characterization of the distribution network, based on the model of relationship between equipment health index and failure rate and failure mode and effect analysis method to establish a distribution network health index evaluation model, their health condition and change trend of the distribution network can be obtained To make an early response to a disease that has caused or may occur, to ensure that it is in a state of health.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网资产管理
，具体涉及一种配电网网络健康指数评估方法。
技术介绍
智能配电网的物理载体是所有新旧技术、新老设备和网络的集成，而设备和网络的健康水平是所有其他工作的重要基础和支撑，是智能电网建设必不可少的基石。现代配电网的复杂性、离散性、动态性、非线性、多目标性和不确定性，对规划提出了更高要求；智能电网状态检测的应用范围已不再局限于电网装备的监测与管理、状态检修和全寿命周期管理等，而将会进一步发展为基于风险的检修，并扩大到安全运行、优化调度、经济运营和优质服务等领域，将为电网运行、综合管理等提供外延的应用支撑；未来智能电网的资产管理也将远远超出传统电网资产管理的范畴，范围将大幅扩展、全方位覆盖，管理将更科学化和智能化。然而所有智能配电网技术的发展，新技术的应用都基于对现有配电网的感知，特别是对现有设备和网络健康状况的了解和知识积累。因此，全面系统地掌握现有配电网设备和网络的健康水平，对现有配电网资产的精益化高效管理是智能配电网建设的出发点，不仅可为电网风险控制和设备管理策略提供重要信息，而且能够保证电力系统的整体可靠性，降低运维费用，提高投资回报率，为智能电网建设夯实基础。然而，现有健康指数的研究对象仅限于单个设备元件，尚未扩展到网络，且侧重于已超期服役设备，以剩余寿命为主要目标。目前高压设备健康指数研究相对准确、成熟，配电设备相对定性、粗放，同时在研究方法方面欠缺深入地理论研究和信息规律挖掘，模型比较简单，常数和边界约束条件常取决于经验，侧重于自身故障模型、单个层次、单截面(静态状态)的HI和故障后的结果，简单量化分析的方法和简单的健康指数评价指标，尚未将设备健康指数与效率、规划、检修有机的结合起来。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种配电网网络健康指数评估方法，在复杂配电网运行健康状况与人体健康状态相类比的基础上，使用健康指数描述配电网的功能和性能表征，依据设备健康指数与故障率之间的模型关系以及故障模式与影响分析法(FMEA)建立了配电网健康指数评估方法模型，可得出配电网的自身健康状况及其变化趋势，对已造成或可能发生的异常病症，及早做出响应，保障其处于健康状态。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种配电网网络健康指数评估方法，其改进之处在于，包括：(1)确定所述配电网供电区域范围；(2)根据所述配电网的关键设备的健康指数HI和故障率λ的函数关系，确定所述关键设备的故障率λ；(3)对所述配电网进行化简；(4)确定所述配电网的供电可靠率P；(5)确定所述配电网网络健康指数HI′。优选的，所述步骤(2)中，确定第i类关键设备的年故障率pi，公式为：pi＝ni/Ni×100％(1)式(1)中，ni为第i类关键设备的年故障设备数量，Ni第i类关键设备总数；确定第i类关键设备的健康指数HIi和故障率λi的函数关系，公式为：λi=K×eHIi-10HIi·C---(2)]]>式(2)中，K为比例系数，C为曲线系数。进一步的，通过反演计算获取所述比例系数K和曲线系数C，公式为：pi=ni/Ni×100%=Σj4Nij·K×eHIij·CNij×100%---(3)]]>式(3)中，pi为第i类关键设备的年故障率，ni为第i类关键设备的年故障设备数量，Ni第i类关键设备总数，K为比例系数，C为曲线系数，Nij为健康等级为j的第i类关键设备数量，HIij为健康等级为j的第i类关键设备的健康指数的平均值。进一步的，所述第i类关键设备的健康等级分为四级，包括：当HIi属于(0,2]，所述第i类关键设备的健康等级为一级，健康状态为良好，当HIi属于(2,4]，所述第i类关键设备的健康等级为二级，健康状态为正常，当HIi属于(4,7]，所述第i类关键设备的健康等级为三级，健康状态为较差，当HIi属于(7,10)，所述第i类关键设备的健康等级为四级，健康状态为严重。优选的，所述步骤(3)中，采用网络等值法将所述配电网中分支馈线对主馈线的影响等效为串联在主馈线的等效节点支路。进一步的，所述串联在主馈线的等效节点支路的故障率λe的计算公式为：λe=(1-pb)Σs=1nλs---(4)]]>式(4)中，pb为所述分支馈线首端断路器的正确动作概率，n为所述分支馈线上受断路器控制的节点元件个数，λs为所述分支馈线上受断路器控制的节点元件的故障发生率。优选的，所述步骤(4)中，利用故障模式与影响分析法，对所述配电网进行供电可靠性评估，包括：将所述配电网转换为由串在主馈线上的并联结构组成的网络结构，所述网络结构中，并联结构的供电可靠率P′为：P′=1-Πi=1x(1-Pi)---(5)]]>式(5)中，x为所述并联结构中元件个数，Pi为所述并联结构中第i个关键设备或等效节点支路的故障率；所述网络结构的供电可靠率P为：P=Πj=1yPj′---(6)]]>式(6)中，y为所述网络结构中并联结构的个数。优选的，所述步骤(5)中，确定所述配电网网络健康指数HI′，公式为：HI′＝10/(1-lnP/C)(7)式(7)中，P为所述配电网的供电可靠率，C为曲线系数。优选的，在所述步骤(5)之后，还包括：根据所述配电网的健康指数HI′确定所述配电网的健康状态；当HI′属于(0,2]，所述配电网的健康等级为一级，健康状态为良好，当HI′属于(2,4]，所述配电网的健康等级为二级，健康状态为正常，当HI′属于(4,7]，所述配电网的健康等级为三级，健康状态为较差，当HI′属于(7,10)，所述配电网的健康等级为四级，健康状态为严重。优选的，所述配电网的关键设备包括：配电变压器、开关、架空线路和电缆。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：(1)本专利技术提供的一种配电网网络健康指数评估方法，通过将健康指数理念从单一设备扩展到群体设备和配电网络，可以综合衡量配电网络的健康水平，能够为国内外配电行业海量群体配电设备及配电网的健康状况分析评估提供先进的技术手段和实用工具。(2)本专利技术提供的一种配电网网络健康指数评估方法，不仅考虑了通过长期对设备实际运行状况进行统计分析而得到的电气设备故障率，而且提出了基于健康指数的设备当前状态下的故障率，使计算结果更加准确。(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网网络健康指数评估方法，其特征在于，包括：(1)确定所述配电网供电区域范围；(2)根据所述配电网的关键设备的健康指数HI和故障率λ的函数关系，确定所述关键设备的故障率λ；(3)对所述配电网进行化简；(4)确定所述配电网的供电可靠率P；(5)确定所述配电网网络健康指数HI′。

【技术特征摘要】
1.一种配电网网络健康指数评估方法，其特征在于，包括：
(1)确定所述配电网供电区域范围；
(2)根据所述配电网的关键设备的健康指数HI和故障率λ的函数关系，确定所述关键设
备的故障率λ；
(3)对所述配电网进行化简；
(4)确定所述配电网的供电可靠率P；
(5)确定所述配电网网络健康指数HI′。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，确定第i类关键设备的年故
障率pi，公式为：
pi＝ni/Ni×100％(1)
式(1)中，ni为第i类关键设备的年故障设备数量，Ni第i类关键设备总数；
确定第i类关键设备的健康指数HIi和故障率λi的函数关系，公式为：
λi=K×eHIi-10HIi·C---(2)]]>式(2)中，K为比例系数，C为曲线系数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过反演计算获取所述比例系数K和曲线系
数C，公式为：
pi=ni/Ni×100%=Σj4Nij·K×eHIij·CNij×100%---(3)]]>式(3)中，pi为第i类关键设备的年故障率，ni为第i类关键设备的年故障设备数量，Ni第
i类关键设备总数，K为比例系数，C为曲线系数，Nij为健康等级为j的第i类关键设备数量，
HIij为健康等级为j的第i类关键设备的健康指数的平均值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第i类关键设备的健康等级分为四级，包
括：当HIi属于(0,2]，所述第i类关键设备的健康等级为一级，健康状态为良好，当HIi属于
(2,4]，所述第i类关键设备的健康等级为二级，健康状态为正常，当HIi属于(4,7]，所述第i
类关键设备的健康等级为三级，健康状态为较差，当HIi属于(7,10)，所述第i类关键设备的
健康等级为四级，健康状态为严重。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采用网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：周莉梅，马钊，盛万兴，刘伟，苏剑，胡宗宏，李毅强，尚宇炜，施慎行，程林，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网安徽省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11