配电系统可靠性分析：故障关联矩阵法

　　配电系统可靠性分析是配电系统规划、建设、改造和运行的一项基础性工作，是掌握电力用户可靠性水平的有效手段、剖析配电系统薄弱环节的关键环节，并可为配电系统可靠性水平的提升提供指导方向。《配电系统可靠性分析——故障关联矩阵法=Reliability Analysis of Power Distribution Systems： Fault Incidence Matrix Method》系统介绍了一种配电系统可靠性分析新方法—故障关联矩阵方法，该方法可避免传统可靠性计算方法中烦琐的故障枚举和搜索计算过程，极大地提升了可靠性的分析效率。第1章概述配电系统可靠性相关概念及分析时存在的挑战等；第2、3章介绍可靠性基本理论及常用方法；第4、5章介绍基于故障关联矩阵的可靠性指标计算及灵敏度分析方法；第6～9章介绍可靠性分析方法在不同分析场景下的应用；第10章对智能配电系统的可靠性分析研究进行展望。

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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 电力系统可靠性基本概念 1
1.2 配电系统可靠性分析的主要内容 3
1.3 配电系统可靠性分析的特点 4
1.4 配电系统可靠性分析的意义 5
1.5 配电系统可靠性分析的挑战 7
参考文献 10
第2章 配电系统设备可靠性模型 12
2.1 配电系统设备及其故障类型 12
2.2 不可修复设备可靠性模型 14
2.2.1 设备可靠度 14
2.2.2 设备故障率 15
2.2.3 设备寿命的概率分布 16
2.3 可修复设备可靠性模型 22
2.3.1 设备可用度 22
2.3.2 设备故障率与修复率 23
2.4 设备状态的马尔可夫过程 25
2.4.1 单一可修复设备的马尔可夫过程 25
2.4.2 简单系统的马尔可夫过程 31
2.5 设备状态的蒙特卡罗模拟 35
2.5.1 非序贯蒙特卡罗模拟 36
2.5.2 序贯蒙特卡罗模拟 37
2.5.3 时变故障率和维修率的设备状态模拟 38
2.6 本章小结 44
参考文献 44
第3章 配电系统可靠性常用分析方法 46
3.1 引言 46
3.2 配电系统可靠性指标 46
3.2.1 负荷节点可靠性指标 46
3.2.2 系统可靠性指标 47
3.3 故障模式影响分析法 49
3.3.1 故障影响类型 50
3.3.2 故障模式影响分析表 51
3.4 网络等值法 53
3.4.1 等值主馈线的可靠性指标计算方法 53
3.4.2 分支馈线的上行等值方法 55
3.4.3 分支馈线的可靠性指标计算方法 57
3.4.4 算例 58
3.5 *小路法 60
3.5.1 *小路定义及其求取方法 60
3.5.2 *小路设备故障影响分析 65
3.5.3 非*小路设备故障影响分析 67
3.5.4 算例 67
3.6 故障扩散法 69
3.6.1 馈线分区 69
3.6.2 故障扩散法流程 70
3.6.3 算例 71
3.7 本章小结 73
参考文献 73
第4章 基于故障关联矩阵的配电系统可靠性分析方法 75
4.1 引言 75
4.2 配电系统的可靠性标准计算单元 75
4.3 配电系统的故障关联矩阵 77
4.4 基于FIM的配电系统可靠性指标解析计算 78
4.4.1 计及支路故障的可靠性指标解析计算 78
4.4.2 计及等效节点故障的可靠性指标解析计算 79
4.5 FIM计算方法 82
4.5.1 供电路径矩阵 82
4.5.2 支路FIM计算方法 86
4.5.3 等效节点FIM计算方法 99
4.6 基于FIM的配电系统可靠性分析算例 101
4.6.1 算法验证 101
4.6.2 算法复杂度分析 104
4.6.3 影响可靠性指标的薄弱环节分析 108
4.7 本章小结 109
参考文献 110
第5章 基于FIM的配电系统可靠性灵敏度分析 111
5.1 引言 111
5.2 可靠性影响因素分类 111
5.3 可量化参数类影响因素的灵敏度分析 114
5.3.1 设备故障率灵敏度 114
5.3.2 设备故障修复时间灵敏度 115
5.3.3 故障隔离时间灵敏度 116
5.3.4 负荷转供时间灵敏度 116
5.3.5 可量化参数的灵敏度分析算例 117
5.4 网络结构类影响因素的灵敏度分析 120
5.4.1 断路器安装位置灵敏度 120
5.4.2 分段开关位置灵敏度 122
5.4.3 联络接入位置灵敏度 124
5.4.4 开关配电自动化改造灵敏度 128
5.4.5 网络结构类参数的灵敏度分析算例 132
5.5 本章小结 135
参考文献 135
第6章 可靠性分析方法应用——配电系统开关优化配置规划 136
6.1 引言 136
6.2 配电系统可靠性提升措施分类 137
6.3 配电系统分段开关与联络开关的优化配置 138
6.3.1 基于价值的分段开关与联络开关优化配置 139
6.3.2 基于FIM的分段开关与联络开关优化配置模型 142
6.4 案例分析 153
6.4.1 单馈线分段开关优化配置 153
6.4.2 配电系统分段开关与联络开关优化配置 155
6.5 本章小结 160
参考文献 160
第7章 可靠性分析方法应用——配电设备状态检修 162
7.1 引言 162
7.2 检修模式分类 162
7.2.1 定期检修模式 162
7.2.2 以可靠性为中心的检修模式 163
7.2.3 状态检修模式 164
7.3 配电设备状态检修优化决策 164
7.4 配电设备状态检修策略优化 165
7.4.1 考虑检修的配电设备状态模型 166
7.4.2 配电设备状态检修策略优化模型 170
7.5 案例分析 173
7.6 本章小结 179
参考文献 180
第8章 有源配电系统可靠性分析 181
8.1 引言 181
8.2 DG孤岛划分模型 181
8.2.1 单一可调度DG的孤岛划分模型 182
8.2.2 考虑可调度和不可调度的多DG孤岛划分模型 187
8.3 有源配电系统可靠性指标解析计算 188
8.3.1 可靠性指标解析计算公式 188
8.3.2 考虑主动孤岛策略的可靠性指标计算 189
8.3.3 算法流程 191
8.4 案例分析 192
8.4.1 DG接入位置灵敏度分析 194
8.4.2 DG接入容量灵敏度分析 195
8.4.3 孤岛划分策略灵敏度分析 196
8.5 本章小结 197
参考文献 197
第9章 考虑信息系统影响的配电系统可靠性分析 199
9.1 引言 199
9.2 信息系统故障对配电系统可靠性的影响分析 199
9.2.1 配电物理-信息系统架构 200
9.2.2 信息系统故障类型及其影响 200
9.2.3 配电物理-信息系统可靠性模型 201
9.2.4 信息系统故障影响下的可靠性指标计算 205
9.2.5 案例分析 208
9.3 考虑信息系统影响的微电网可靠性分析 213
9.3.1 微电网物理-信息系统架构 213
9.3.2 案例分析 216
9.4 本章小结 223
参考文献 224
第10章 智能配电系统可靠性分析研究展望 226
10.1 智能配电系统典型特征 226
10.2 智能配电系统可靠性分析技术展望 227
10.2.1 交直流混合配电系统可靠性分析 227
10.2.2 综合能源系统可靠性分析 231
10.3 本章小结 233
参考文献 233
附录A IEEE RBTS Bus6配电系统算例 234
参考文献 236
附录B 94节点配电系统算例 237
参考文献 242