1.3 配电网可靠性的发展历程

1.3.1 供电可靠性的定义

可靠性的经典定义是指一个元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力，是衡量产品质量和系统功能的重要指标。若将概率论用于对可靠性进行定量评价，则目前公认的可靠性定义是：元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的概率。即采用概率来衡量和计算可靠性，如常用可靠度或可用率等作为量度可靠性的特性指标来表示元件、设备或系统可靠工作的概率。

电力系统可靠性一般认为包含充裕度和安全性两个方面。其中，充裕度是指电力系统有足够的发电容量和足够的输电容量，在任何时候都能满足用户的峰荷要求，表征电力系统在正常状态下的稳态性能；安全性是指电力系统在事故状态下的安全性和避免连锁反应而不会引起失控和大面积停电的能力，表征电力系统应对大扰动事件的动态性能。具体到配电系统，其可靠性指的是供电系统直接向用户供电和分配电能的可靠性，即所谓的供电可靠性，一般利用供电可靠率指标来衡量。

供电可靠性的评估方法目前实际应用的主要是解析法和模拟法两种，前者主要包括故障模式法和最小路法，后者则以蒙特卡洛模拟法为代表。传统的配电网可靠性评估方法多以设备故障率为主要的计算依据。而不同类型的设备故障率大多是基于历史统计数据进行取值的，并不能动态反映设备的运行状态、运行环境对故障率水平的影响，因此计算得到的供电可靠率与配电网当前的实际可靠性水平存在一定的差距。

DG、电动汽车、储能、微电网等多元化接入体的大量引入后，配电网运行的不确定性显著增大，这势必会对配电网的供电可靠性产生深远的影响。与之相对应的可靠性评估方法也需要做针对性的调整。需要计及DG出力的不确定性、DG作用下的孤岛划分方式、微电网与主网之间的电能交换、微电网的孤岛运行模式、电动汽车和可控负荷等广义储能的充放电策略等众多新问题。在现有可靠性评估方法的基础上，建立表征DG出力和负荷大小的随机概率模型，利用可靠性指标的期望、标准差及概率密度函数或累积分布函数来表征可靠性水平，最终形成适宜工程计算的概率可靠性评估方法。

随着电力综合能源系统的出现，可靠性的含义将有所拓展。与现有的供电、供气、供冷/热一样，安全、可靠、经济是人们对综合能源系统基本的要求。与单一供能系统的可靠性评估不同，综合能源系统包含电、气、冷/热等多种不同的能源形式，各种能源形式特性各异，例如，电力与热力系统动态过程的时间尺度就具有显著的差异，采用的评估模型、评估算法以及评价指标各不相同。同时各种能源形式间还存在复杂的耦合关联，其中还包括具有显著不确定性的可再生能源发电与各种能源形式的时空耦合，这使得系统特性又不同于各单一供能系统，进而使得综合能源系统可靠性评估变得更加复杂。