建筑物内配电系统可靠性探究

配电系统可靠性评估指标及相关算法

配电系统的可靠性通常是根据下面定义的几个指标来衡量的。负荷点的平均故障率λ（指系统元件平均故障率）、负荷点的平均中断时间r、年平均停电时间u（指由于元器件故障导致负荷点全年中断时间）。基于上述3个基本指标，再加上负荷点用户数量，平均负荷扩展出以下几项指标。

SAIFI（system average interruption frequency  index）：系统平均停电频率指标，次 / （户 · 年），指每个由系统供电的用户在单位时间内所遭受到的平均停电次数，用一年中用户停电总次数与用户数之比表示：

SAIFI = Σλ_i N_i / ΣN_i

式中：λ_i —— 负荷点i的年停电率；

          N_i —— 负荷点i的用户数。

SAIDI（system average interruption duration  index）：系统平均停电持续时间指标，h /（户 · 年），指每个由系统供电的用户在一年中所遭受到的平均停电持续时间，由用户停电时间总和与用户数之比表示：

SAIDI = ΣU_i N_i / ΣN_i

式中：U_i —— 负荷点i 的年停电持续时间，h；

  N_i —— 负荷点i 的用户数。

CAIDI（customer average interruption duration  index）：用户平均停电持续时间指标，h /（户 · 年），以用户在一年中停电时间总和与用户停电总户数之比表示：

CAIDI = ΣU_i N_i / Σλ_i N_i

ASAI（average service availability index）：平均供电可用率指标，以实际供电总时户数与要求供电总时户数之比表示：

ASAI = Σ8760N_i - ΣU_i N_i / Σ8760N_i

案例分析

为了了解配电系统中影响可靠性的参数指标以及不同配电系统的配电可靠性。笔者在ETAP软件中建立了双电源供电设置4台变压器配电系统、双电源供电配置4台变压器以及柴油发电机配电系统、双电源供电配置14台变压器的配电系统、双电源供电配置14台变压器及柴油发电机配电系统的相关软件分析模型。在各模型之间运用通过单变量的分析比较方法，进行了相关的归纳总结。

►各元器件主、被动故障率对配电系统可靠性的影响

图1为双电源配电设置4台变压器单线系统模型，表1为系统各个元器件影响配电可靠性的相关数据参数（摘自于IEEE Std493 - 2007）。通过对各元器件主动故障率λA，被动故障率λP的单一设置以及综合考虑主、被动故障率3种情况的计算，图2、图3为在只考虑主动故障率的情况下结果模型以及相关计算指标；图4、图5为只考虑被动故障率情况下的结果模型以及相关计算指标；图6、图7为综合考虑主、被动故障率情况下相关计算指标。表2为各计算结果统计。

通过只考虑主动故障率模型结果分析可以看出，各出线元器件的故障率将会对Bus1、Bus2母线具有反向冲击，将使主母线段故障频率和故障时间变高，而Bus1、Bus2母线故障频率以及中断时间将会影响整个配电系统的可靠性指标。在主动故障率、被动故障率、以及同时考虑主、被动故障率3种情况的比较中，可以看出，主动故障率对配电系统可靠性产生了极大的影响。