(19)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 202211112381.3 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 罗凤章　邹秋博　葛楠　张天宇　 王成山　 (74)专利代理 机构 天津市尚仪知识产权代理事 务所(普通 合伙) 12217 专利代理师 郭乐 (51)Int.Cl. G06F 17/16(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 配电网可靠性指标解析计算方法、 系统、 服 务器和终端 (57)摘要 本发明创造提供了一种配电网可靠性指标 解析计算方法、 系统、 服务器和终端， 配电网可靠 性指标解析计算方法包括按顺序进行的下列步 骤,步骤一、 获取网络参数； 步骤二、 建立可靠性 计算模型； 步骤三、 建立相关矩阵， 并计算出供电 路径矩阵和联络矩阵； 步骤四、 推导出故障影响 矩阵， 并计算节点以及配电系统的可靠性指标； 步骤五、 通过对 可靠性指标解析表达式进行偏导 变换和摄动变换得到灵敏度值， 根据灵敏度值定 位薄弱环节。 本发明创造通过对 可靠性指标的表 达式进行偏导变换和摄动变换， 计算得到灵敏度 值， 识别影响可靠性提升的薄弱环节， 可 以为配 电系统供电可靠性的提升提供一定的参 考。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 115221468 A 2022.10.21 CN 115221468 A 1.一种配电网可靠性指标解析计算方法， 其特征在于： 配电网可靠性指标解析计算方 法包括按顺序进行的下列步骤： 步骤一、 获取网络参数， 所述网络参数包括网络连接关系、 故障率、 修复时间、 开关操作 时间和负荷需求关系； 步骤二、 建立可靠性计算模型： 将配电网处理成节点支路计算单元， 并对节点和支路进 行编号； 步骤三、 建立相关矩阵， 并计算出供电路径矩阵和联络矩阵， 所述相关矩阵包括节点支 路关联矩阵、 分段开关矩阵和熔断器矩阵； 步骤四、 通过所述供电路径矩阵、 所述分段开关矩阵、 所述熔断器矩阵和所述联络矩 阵， 推导出故障影响矩阵， 并计算节点以及配电系统的可靠性指标； 步骤五、 通过对所述可靠性指标解析表达式进行偏导变换和摄动变换得到灵敏度值， 根据灵敏度值定位薄弱环 节。 2.根据权利要求1所述的配电网可靠性指标解析计算方法， 其特征在于： 步骤二中所述 可靠性计算模型为节点支路关联模型， 将分段开关、 熔断器配电开关设为特殊的支路， 并保 证每一条支路的两端各连接有一个负荷点， 每两个负荷点之间设有一条支路； 若支路的某 一端没有负荷点， 则增加一个用户数和负荷需求均为0的负荷点； 对于接入用户的低压变压 器， 将变压器的故障率 合并到其所在线路上。 3.根据权利要求2所述的配电网可靠性指标解析计算方法， 其特征在于： 步骤三中， 首 先根据所述节点支路关联模型， 应用一次深度优先算法遍历配电网所有节点支路， 同时确 定有向图支路方向， 并对节点和支路进 行编号， 写 出对应的节点支路关联矩阵 E并根据所属 馈线对矩阵进行分块， E中只包含三种元素， 当节点 与支路j不相连时， =0， 当节点 是 支路j的起点时， =1， 当节点 是支路j的终点时， =‑1， 基于所建立的节 点支路关联矩阵 E， 删除电源点所对应的行以及联络线所对应的列， 再进行求逆， 即可得到所有负荷节点的 供电路径矩阵 PSPM； 根据网络中元件位置写出分段开关矩阵 SE和熔断器矩阵 FUSE’， 并与节 点支路关联矩阵一 起计算出 联络矩阵 TIE。 4.根据权利要求1所述的配电网可靠性指标解析计算方法， 其特征在于： 步骤四中， 将 支路故障对负荷节 点的影响归纳为三种类型： 影响类型a： 支路故障导致负荷所有 供电路径 断开， 只有等到故障修复后才能恢复供电； 影响类型b： 支路故障导致负荷所有供电路径断 开， 待故障隔离后， 负荷即可恢复由主电源供电； 影响类型c： 支路故障导致负荷所有 供电路 径断开， 待故障隔离后， 负荷可转供到备用电源恢复供电； 影响类型d： 支路故障对某一负荷 节点不产生任何影响； 根据所建立的节点支路关联矩阵、 分段开关矩阵、 熔断器矩阵、 联络 矩阵对应位置元素， 判断出任一支路故障对任一节点的影响类型； 设配电网中所有 N条支路 的故障率组成的行向量为 支路的故障修复时间组成的行向量为 ， 节点的负荷需求组成的行向量为 各个节点因支路故 障 所 导 致 的 停 电 次 数 指 标 、节 点 停 电 时 间 指 标 、 节点失电量指标 可通权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115221468 A 2过矩阵的代数运 算得到： 式(1)中， [1  1  … 1]表示元素全部为1的 N维行向量， 运算符号 “ ”表示 积， 运算规则为矩阵或向量对应位置元 素相乘； 在计算 时， 当a=b=c=1， d=0时矩阵 IF记为IF1， 矩阵IF1中第 行第j列元素表示支路 发生故障时节点 j的停电次数； 在计算 时， 矩阵IF2由IF3和IF4计算得到； 其中， 当a=1， b =c=d=0时矩阵IF记为 IF3， 矩阵IF3中第 行第j列元素表示支路 发生故障时， 节点 j的由于 a类故障导 致的停电时间； 当 ， a=d=0时矩阵IF记为IF4， 矩阵IF4中第 行第j列元素表示支路 发生故障时， 节点 j的由于b类故障和c类故障导致的停电时间； 其中 代表分段开关操作时间， 代表联络开关操作时间； 配电系统的可靠性指标由下式计算： 式(2)中， 表示每个负荷节点的用户数按照编号由小到大的顺序排列组成的列向 量， 表示配电网中的总用户数。 5.根据权利要求1所述的配电网可靠性指标解析计算方法， 其特征在于： 步骤五中， 所 述偏导变换过程包括， 列出求偏导表达式、 将各故障参数与 IF1对应行相乘和矩阵乘法展 开； 对于不可量化类参数， 计算变动前后的故障影响矩阵 IF以及可靠性指标的差值， 得到灵 敏度值。 6.一种配电网可靠性指标解析系统， 其特征在于： 包括获取网络参数模块、 建立可靠性 计算模型模块、 建立相关矩阵模块、 计算可靠性指标模块和得到 灵敏度值模块； 所述获取网络参数模块， 用于获取网络参数， 所述网络参数包括网络连接关系、 故障 率、 修复时间、 开关操作时间和负荷需求关系； 所述建立可靠性计算模型模块,用于将配电网处理成节点支路计算单元， 并对节点和 支路进行编号； 所述建立相关矩阵模块， 用于建立相关矩阵， 并计算出供电路径矩阵和联络矩阵， 所述 相关矩阵包括节点支路关联矩阵、 分段开关矩阵和熔断器矩阵； 所述计算可靠性指标模块， 用于通过所述供电路径矩阵、 所述分段开关矩阵、 所述熔断 器矩阵和所述联络矩阵， 推导出故障影响矩阵， 并计算节点以及配电系统的可靠性指标；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115221468 A 3