本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)資產(chǎn)管理領域，涉及電力系統(tǒng)備用設備規(guī)劃技術(shù)，具體涉及一種基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，配電變壓器是關(guān)鍵的配電設備之一，不同位置的配電變壓器構(gòu)成電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組，其直接面向電力用戶，是引起故障停電最多的環(huán)節(jié)，一旦發(fā)生故障將直接導致用戶停電且停電影響較大，且故障修復時間較長，容易引起嚴重的經(jīng)濟損失。因此，在配電系統(tǒng)運行管理中，應盡量避免或減小配電變壓器故障對用戶的影響。計劃檢修只能降低配電變壓器故障發(fā)生的機率，并不能完全避免配電變壓器故障發(fā)生。而配電變壓器備用措施能較好地解決變壓器故障修復時間長的難題，有效地縮短故障停電恢復時間，降低變壓器故障影響程度。
電力系統(tǒng)設備備用分為在線冗余備用和公共備用，在線冗余備用是指可快速投入運行的已安裝設備，公共備用是指可安裝以替換失效設備的未安裝設備。在線冗余備用保證了系統(tǒng)的安全可靠性，但投資費用較為昂貴。設備組共享公共備用的方式資金投入較少，因為公共備用配電變壓器作為尚未安裝的公共備用設備，在需要時可快速安裝以替換系統(tǒng)配電變壓器組中發(fā)生故障的配電變壓器，且能夠?qū)崿F(xiàn)備用設備的共用，因此能在少量資金投入的情況下較好地解決配電變壓器故障修復時間長的難題，有效地縮短故障停電恢復時間，降低變壓器故障影響程度，有利于配電系統(tǒng)經(jīng)濟性和可靠性的提高。
但是，公共備用配電變壓器配置的數(shù)量，卻會對力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性產(chǎn)生影響。如果公共備用配電變壓器配置的數(shù)量過多，則會增加配電變壓器的配置費用，提升電力系統(tǒng)的構(gòu)建成本，造成不必要的資源浪費；而如果公共備用配電變壓器配置的數(shù)量不足以應付系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)的配電變壓器故障情況，則會降低電力系統(tǒng)的配電可靠性，導致故障損失增加，并且還需要考慮系統(tǒng)配電變壓器組中不同配電變壓器的負載重要程度和負載大小的差異情況。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，充分考慮了公共備用配電變壓器配置數(shù)量以及不同配電變壓器的負載差異性對于電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性影響的相關(guān)研究并不多見。
因此，如何兼顧公共備用配電變壓器配置以及不同配電變壓器的負載差異性對于電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性，成為了電力系統(tǒng)備用設備規(guī)劃的一個重要課題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法，通過兼顧考慮系統(tǒng)配電變壓器組中不同配電變壓器的負載差異性對于電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性影響，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程進行求解，擇優(yōu)確定電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案，以在確保電力系統(tǒng)運行可靠性的前提下提高公共備用配電變壓器配置的經(jīng)濟性，降低電力系統(tǒng)備用設備建設的綜合成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段：
基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法，以電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組和配置的公共備用配電變壓器為研究對象，計及電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及公共備用配電變壓器在不同配置數(shù)量下的各種情況，以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程進行求解，擇優(yōu)確定電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案；該方法包括如下步驟：
1)計及系統(tǒng)配電變壓器組的各種運行狀態(tài)以及在相應系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的各種安裝投運狀態(tài)，建立電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性馬爾可夫模型，得到可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程；
其中，ST表示在不同系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的不同安裝投運狀態(tài)的狀態(tài)總數(shù)；N表示系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)；s表示處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器的臺數(shù)，S表示所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)，s∈{0,1,2,…,S}；d表示系統(tǒng)配電變壓器組中處于故障狀態(tài)的配電變壓器的臺數(shù)，D表示可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量，d∈{0,1,2,…,D-s}；表示在系統(tǒng)配電變壓器組的N臺配電變壓器中有d臺處于故障狀態(tài)的情況數(shù)量；
2)以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程：
CT(S)＝CTLOSS+CTS+CTI；
其中，CT(S)表示變壓器組備用總費用；CTLOSS表示系統(tǒng)配電變壓器組隨機故障停電損失費用；CTS表示備用變壓器投資費用；CTI表示公共備用配電變壓器安裝投運費用；且有：
其中，IEARn表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器故障停運單位時間的停電損失費用，Ln表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器在單位時間的平均負載；PL.n表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器的失負載概率；Tpl表示電力系統(tǒng)的計劃運行時間；
其中，S表示所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)；V表示配置單臺公共備用配電變壓器所支出的費用，dr表示單臺公共備用配電變壓器的貼現(xiàn)率，l表示單臺備用變壓器的使用壽命；
CTI＝αVfS；
其中，α表示單次安裝公共備用配電變壓器的投運費用占配置單臺公共備用配電變壓器所支出費用的百分比，fS表示公共備用配電變壓器的安裝投運頻率；
3)隨機設定所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S的取值，作為所建立的可靠性馬爾可夫模型的輸入數(shù)據(jù)量，確定當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下可靠性馬爾可夫模型中公共備用配電變壓器的所有ST種安裝投運狀態(tài)；
4)根據(jù)當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下可靠性馬爾可夫模型，計算系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的概率和狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率，進而計算確定系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率：
其中，PL.n表示系統(tǒng)配電變壓器組中任意的第n個配電變壓器的失負載概率，n∈{1,2,…,N}；Pi表示系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中第i種狀態(tài)的概率，STn表示在可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程的所有ST種可配置狀態(tài)中第n個配電變壓器出現(xiàn)失負載狀態(tài)的狀態(tài)集合；fS表示公共備用配電變壓器的安裝投運頻率；fij表示電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率，yi和yj分別表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中第i種狀態(tài)和第j種狀態(tài)下公共備用配電變壓器組中能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器的臺數(shù)，i,j∈{1,2,…,ST}且i≠j，yi>yj表示從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器的臺數(shù)減少，即表明限定進行求和的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程為公共備用配電變壓器的安裝投運過程；
5)根據(jù)電力系統(tǒng)的當前實際情況，確定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)N、可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量D、電力系統(tǒng)的計劃運行時間Tpl、系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器在單位時間的平均負載以及電力系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)參數(shù)，作為公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程的輸入數(shù)據(jù)量，并將計算確定的系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率代入公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程，計算在當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下的變壓器組備用總費用CT(S)；
6)重復執(zhí)行步驟3)～5)，分別計算所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S在不同取值情況下的變壓器組備用總費用，且將變壓器組備用總費用最小的S取值判定為公共備用配電變壓器優(yōu)化配置數(shù)量S′；
7)將配置S′臺公共備用配電變壓器的方案作為電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案，對電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器進行配置。
上述基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法中，具體而言，所述步驟4)中，計算系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)的概率Pi的方式為通過求解下述的極限狀態(tài)概率方程而得到：
其中，λij表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，且極限狀態(tài)概率方程中等號右邊的列向量中僅第1行的值為1、其余行的值均為0；求解該極限狀態(tài)概率方程，即得到系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的概率。
上述基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法中，具體而言，所述步驟4)中，計算電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的任意第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率fij的方式為：
fij＝Pi·λij，i≠j；
其中，λij表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率；由此，分別計算得到系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率。
上述基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法中，作為優(yōu)選方案，可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率λij的取值，按照如下的因素進行確定：
①若系統(tǒng)配電變壓器組中處于正常運行狀態(tài)下的配電變壓器因發(fā)生故障而轉(zhuǎn)移至故障狀態(tài)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率取值為配電變壓器故障概率Pm；
②系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，若存在能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器，則采用公共備用配電變壓器替換發(fā)生故障的配電變壓器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率取值為公共備用配電變壓器的安裝投運概率λS，被替換的發(fā)生故障的配電變壓器則轉(zhuǎn)換為處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器；
③在完成公共備用配電變壓器的安裝投運工作后，再開始維修處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器，且其修復后成為能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器；
④系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，若不存在能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器，則維修發(fā)生故障的配電變壓器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的取值為配電變壓器修復率，所述配電變壓器修復率為配電變壓器故障修復時間Tre的倒數(shù)；
⑤當系統(tǒng)配電變壓器組中的多臺配電變壓器發(fā)生故障時，按照停電損失由大到小的順序進行替換或維修處理。
上述基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法中，作為優(yōu)選方案，所述步驟5)中，所述電力系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)參數(shù)包括配電變壓器故障概率Pm、配電變壓器故障修復時間Tre和公共備用配電變壓器的安裝投運概率λS。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：
1、本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法，以電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組和配置的公共備用配電變壓器為研究對象，計及電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及公共備用配電變壓器在不同配置數(shù)量下的各種情況，通過分析系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及在相應系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的不同安裝投運狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程和轉(zhuǎn)移率，建立電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性馬爾可夫模型，進而計算確定系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率，作為系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性指標。
2、本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法中，充分考慮了系統(tǒng)配電變壓器組中不同配電變壓器的負載差異性對于電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性影響，所建立模型考慮的因素更為全面，與實際情況更為相符。
3、本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法中，根據(jù)系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性指標，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程，以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，采用枚舉解析法進行費用比較，擇優(yōu)確定電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案，能夠在確保電力系統(tǒng)運行可靠性的前提下提高公共備用配電變壓器配置的經(jīng)濟性，降低電力系統(tǒng)備用設備建設的綜合成本。
4、本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法的處理運算較為簡單，便于工程人員學習使用，并且通用性較好，可廣泛應用于不同的電力系統(tǒng)的配電設備備用規(guī)劃。
附圖說明
圖1為本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法的流程框圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出了一種基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法，其總體思路是，以電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組和配置的公共備用配電變壓器為研究對象，計及電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及公共備用配電變壓器在不同配置數(shù)量下的各種情況，通過分析系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及在相應系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的不同安裝投運狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程和轉(zhuǎn)移率，建立電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性馬爾可夫模型，并據(jù)此求解系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性指標，進而以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，分析可靠性和經(jīng)濟性參數(shù)對變壓器組備用總費用的影響，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程進行求解，采用枚舉解析法進行費用比較，擇優(yōu)確定電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案。
電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組的運行狀態(tài)在空間上離散而在時間上連續(xù)，某一時刻處于某一離散狀態(tài)，且連續(xù)地存在于系統(tǒng)的一個狀態(tài)，直到發(fā)生某一次轉(zhuǎn)移到另一個離散的狀態(tài)。馬爾可夫(Markov)法通過圖形清晰地表示出變壓器組的狀態(tài)及相互轉(zhuǎn)移關(guān)系，以計算變壓器組在各個狀態(tài)下的概率和頻率指標，進而可以用于計算變壓器組的可靠性指標。
在不考慮公共備用配電變壓器的情況下，系統(tǒng)配電變壓器組的運行狀態(tài)可分為正常運行和發(fā)生故障，其狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移由故障轉(zhuǎn)移和修復轉(zhuǎn)移構(gòu)成。在分析中假設同一時刻只能維修一臺配電變壓器，則當多臺配電變壓器同時故障時，優(yōu)先維修停電損失更大的配電變壓器。在可靠性馬爾可夫模型中，系統(tǒng)狀態(tài)總數(shù)隨設備數(shù)、每個設備狀態(tài)數(shù)的增加而增加。含有N臺配電變壓器的設備組的狀態(tài)總數(shù)為2N。隨著設備數(shù)量N增加，狀態(tài)總數(shù)呈指數(shù)倍增長，計算機將難以處理設備數(shù)眾多的系統(tǒng)。采用狀態(tài)截尾來解決計算量大的問題，通過略去故障概率低的高階事件，來減少系統(tǒng)狀態(tài)總數(shù)，便于計算分析且對結(jié)果影響很小。若假設系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)為N，可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器的最大臺數(shù)為D，即考慮最高故障階數(shù)為D階，則其狀態(tài)總數(shù)計算為：
式中，ST表示不同系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)的狀態(tài)總數(shù)，d表示系統(tǒng)配電變壓器組中處于故障狀態(tài)的配電變壓器的臺數(shù)，表示在系統(tǒng)配電變壓器組的N臺配電變壓器中有d臺處于故障狀態(tài)的情況數(shù)量。由公式(1)可知，最高故障階數(shù)D取值越大，狀態(tài)總數(shù)越多。
在考慮公共備用配電變壓器的情況下，在可靠性馬爾可夫模型建立的過程中，需計及公共備用變壓器的狀態(tài)及其安裝投運轉(zhuǎn)移過程。公共備用配電變壓器的狀態(tài)分為可用狀態(tài)和不可用狀態(tài)，其中：可用狀態(tài)指能夠用于安裝并運行的狀態(tài)；不可用狀態(tài)指需修復后才能用于安裝并運行的狀態(tài)。當系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，優(yōu)先采用公共備用配電變壓器替換故障的配電變壓器，用戶停電時間由配電變壓器維修時間縮短為公共備用配電變壓器的安裝投運時間，狀態(tài)轉(zhuǎn)移率為公共備用配電變壓器的安裝投運率，被替換的故障配電變壓器轉(zhuǎn)為處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器。若有多臺的配電變壓器發(fā)生故障時，則優(yōu)先替換或維修停電損失更大的配電變壓器?；谏鲜鲆蛩兀紤]不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率如下：
①若系統(tǒng)配電變壓器組中處于正常運行狀態(tài)下的配電變壓器因發(fā)生故障而轉(zhuǎn)移至故障狀態(tài)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率取值為配電變壓器故障概率；
②系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，若存在能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器，則采用公共備用配電變壓器替換發(fā)生故障的配電變壓器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率取值為公共備用配電變壓器的安裝投運概率，被替換的發(fā)生故障的配電變壓器則轉(zhuǎn)換為處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器；
③在完成公共備用配電變壓器的安裝投運工作后，再開始維修處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器，且其修復后成為能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器；
④系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，若不存在能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器，則維修發(fā)生故障的配電變壓器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的取值為配電變壓器修復率，所述配電變壓器修復率為配電變壓器故障修復時間的倒數(shù)；
⑤當系統(tǒng)配電變壓器組中的多臺配電變壓器發(fā)生故障時，按照停電損失由大到小的順序進行替換或維修處理。
通過上述因素能夠確定可靠性馬爾可夫模型中不同狀態(tài)間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率。系統(tǒng)含有公共備用配電變壓器之后，系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)遠多于不計備用的情況，且狀態(tài)數(shù)會隨著變壓器臺數(shù)、備用臺數(shù)的增加而快速上升。相對于系統(tǒng)配電變壓器組中的常規(guī)配電變壓器，公共備用配電變壓器不與負載相連，不存在負載差異性，不對備用變壓器進行區(qū)分。即如果配置S臺公共備用配電變壓器，則共有S+1種狀態(tài)，分別為0臺、1臺、…、s臺、…、S臺處于不可用狀態(tài)(或可用狀態(tài))。為降低計算復雜性，僅考慮故障或不可用的變壓器設備數(shù)小于或等于D的狀態(tài)，即處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)處于和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和最多共有D臺，也就相當于依然考慮最高故障階數(shù)為D階。為分析公共備用配電變壓器的配置數(shù)量對系統(tǒng)配電變壓器組的影響，要求最高故障階數(shù)D大于或等于共備用配電變壓器的配置臺數(shù)S。則當系統(tǒng)中配置有S臺備用變壓器時，其狀態(tài)總數(shù)計算如下：
式中，ST表示在不同系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的不同安裝投運狀態(tài)的狀態(tài)總數(shù)；N表示系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)；s表示處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器的臺數(shù)，S表示所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)，s∈{0,1,2,…,S}；d表示系統(tǒng)配電變壓器組中處于故障狀態(tài)的配電變壓器的臺數(shù)，D表示可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量，d∈{0,1,2,…,D-s}；表示在系統(tǒng)配電變壓器組的N臺配電變壓器中有d臺處于故障狀態(tài)的情況數(shù)量。
對于含有ST個狀態(tài)的可靠性馬爾可夫模型，其狀態(tài)隨機轉(zhuǎn)移率矩陣為ST階方陣TR，可表示為：
式中，λij表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，其根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的不同因素而具體取值為配電變壓器故障概率、配電變壓器修復率或公共備用配電變壓器的安裝投運概率。為保證方陣TR中每一行的轉(zhuǎn)移率之和為1，對角線的元素為1減去轉(zhuǎn)向其他狀態(tài)的轉(zhuǎn)移率之和。根據(jù)Markov過程極限狀態(tài)定義有：
PTR＝P； (4)
式中，是極限狀態(tài)概率的行向量。公式(4)可等效變換為：
(TR-I)TPT＝0； (5)
式中，I是ST階的單位矩陣，右上角T為轉(zhuǎn)置符號。
公式(5)中矩陣TR-Ι的秩為ST-1，解非唯一。因所有系統(tǒng)狀態(tài)的概率之和為1，滿足如下所示的全概率公式：
用公式(6)代替公式(5)中任一方程，如代替第1個方程，可得極限狀態(tài)概率方程：
該極限狀態(tài)概率方程中等號右邊的列向量中僅第1行的值為1、其余行的值均為0，求解該極限狀態(tài)概率方程，即可得到可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中所有ST個不同狀態(tài)的概率Pi，i＝1,2,…,ST，從而得到極限狀態(tài)概率的行向量P。
因配電變壓器故障將導致負載失電，通過可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的概率計算系統(tǒng)配電變壓器組中任意的第n個配電變壓器的失負載概率PL.n為：
式中，STn表示在可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程的所有ST種可配置狀態(tài)中第n個配電變壓器出現(xiàn)失負載狀態(tài)的狀態(tài)集合。由此便能夠得到系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率。
結(jié)合Markov狀態(tài)空間及隨機轉(zhuǎn)移率矩陣計算每個狀態(tài)發(fā)生的頻率和狀態(tài)間轉(zhuǎn)移的頻率如下所示：
式中，fi表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)的發(fā)生頻率，fij表示電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率；TR,ii和TR,ij分別表示方陣TR中的第i行第i列元素以及第i行第j列元素，即
則系統(tǒng)配電變壓器組中任意的第n個配電變壓器的失負載頻率fL.n為：
與配電變壓器的失負載頻率計算類似，公共備用配電變壓器的安裝投運頻率fS的計算公式如下：
式中，Pi表示系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中第i種狀態(tài)的概率，fij表示電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率，yi和yj分別表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中第i種狀態(tài)和第j種狀態(tài)下公共備用配電變壓器組中能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器的臺數(shù)，i,j∈{1,2,…,ST}且i≠j，yi>yj表示從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器的臺數(shù)減少，即表明限定進行求和的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程為公共備用配電變壓器的安裝投運過程。
由此，便得到了系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的各項可靠性指標，便可以用于建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程。公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型，是以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，其目標函數(shù)為：
min CT(S)＝CTLOSS+CTS+CTI； (12)
即利用公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程求解要求變壓器組備用總費用CT(S)最小。式中，CTLOSS為變壓器組隨機故障停電損失費用，CTS為備用變壓器投資費用，CTI為備用變壓器安裝投運費用。
變壓器組隨機故障停電損失費用CTLOSS是指由于配電變壓器故障停運而導致的停電損失，該費用的計算公式如下：
式中，IEARn表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器故障停運單位時間的停電損失費用，Ln表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器在單位時間的平均負載；PL.n表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器的失負載概率；Tpl表示電力系統(tǒng)的計劃運行時間。
備用變壓器投資費用CTS為備用設備投資費用的等年值，其計算公式為：
式中，S表示所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)；V表示配置單臺公共備用配電變壓器所支出的費用，dr表示單臺公共備用配電變壓器的貼現(xiàn)率，l表示單臺備用變壓器的使用壽命。
備用變壓器安裝投運費用CTI計算為：
CTI＝αVfS； (15)
式中，α表示單次安裝公共備用配電變壓器的投運費用占配置單臺公共備用配電變壓器所支出費用的百分比，fS表示公共備用配電變壓器的安裝投運頻率。
由此，即可采用枚舉解析法，計算比較在公共備用配電變壓器的不同配置數(shù)量下的變壓器組備用總費用情況，從而擇優(yōu)確定電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案。
基于上述思路，本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法的具體步驟如下：
1)計及系統(tǒng)配電變壓器組的各種運行狀態(tài)以及在相應系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的各種安裝投運狀態(tài)，建立電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性馬爾可夫模型，得到可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程；
其中，ST表示在不同系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的不同安裝投運狀態(tài)的狀態(tài)總數(shù)；N表示系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)；s表示處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器的臺數(shù)，S表示所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)，s∈{0,1,2,…,S}；d表示系統(tǒng)配電變壓器組中處于故障狀態(tài)的配電變壓器的臺數(shù)，D表示可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量，d∈{0,1,2,…,D-s}；表示在系統(tǒng)配電變壓器組的N臺配電變壓器中有d臺處于故障狀態(tài)的情況數(shù)量。
2)以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程：
CT(S)＝CTLOSS+CTS+CTI；
其中，CT(S)表示變壓器組備用總費用；CTLOSS表示系統(tǒng)配電變壓器組隨機故障停電損失費用；CTS表示備用變壓器投資費用；CTI表示公共備用配電變壓器安裝投運費用；且有：
其中，IEARn表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器故障停運單位時間的停電損失費用，Ln表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器在單位時間的平均負載；PL.n表示系統(tǒng)配電變壓器組中第n個配電變壓器的失負載概率；Tpl表示電力系統(tǒng)的計劃運行時間；
其中，S表示所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)；V表示配置單臺公共備用配電變壓器所支出的費用，dr表示單臺公共備用配電變壓器的貼現(xiàn)率，l表示單臺備用變壓器的使用壽命；
CTI＝αVfS；
其中，α表示單次安裝公共備用配電變壓器的投運費用占配置單臺公共備用配電變壓器所支出費用的百分比，fS表示公共備用配電變壓器的安裝投運頻率。
3)隨機設定所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S的取值，作為所建立的可靠性馬爾可夫模型的輸入數(shù)據(jù)量，確定當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下可靠性馬爾可夫模型中公共備用配電變壓器的所有ST種安裝投運狀態(tài)。
4)根據(jù)當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下可靠性馬爾可夫模型，計算系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的概率和狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率，進而計算確定系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率：
其中，PL.n表示系統(tǒng)配電變壓器組中任意的第n個配電變壓器的失負載概率，n∈{1,2,…,N}；Pi表示系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中第i種狀態(tài)的概率，STn表示在可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程的所有ST種可配置狀態(tài)中第n個配電變壓器出現(xiàn)失負載狀態(tài)的狀態(tài)集合；fS表示公共備用配電變壓器的安裝投運頻率；fij表示電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率，yi和yj分別表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中第i種狀態(tài)和第j種狀態(tài)下公共備用配電變壓器組中能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器的臺數(shù)，i,j∈{0,1,2,…,ST}且i≠j，yi>yj表示從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至第j種狀態(tài)能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器的臺數(shù)減少，即表明限定進行求和的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程為公共備用配電變壓器的安裝投運過程。
該步驟中，計算系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)的概率Pi的方式為通過求解下述的極限狀態(tài)概率方程而得到：
其中，λij表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，且極限狀態(tài)概率方程中等號右邊的列向量中僅第1行的值為1、其余行的值均為0；求解該極限狀態(tài)概率方程，即得到系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的概率。
而計算電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組從可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中的任意第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率fij的方式為：
fij＝Pi·λij，i≠j；
其中，λij表示可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率；由此，分別計算得到系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率。
同時，可靠性馬爾可夫模型狀態(tài)方程中任意的第i種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至任意的第j種狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率λij的取值，按照如下的因素進行確定：
①若系統(tǒng)配電變壓器組中處于正常運行狀態(tài)下的配電變壓器因發(fā)生故障而轉(zhuǎn)移至故障狀態(tài)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率取值為配電變壓器故障概率Pm；
②系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，若存在能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器，則采用公共備用配電變壓器替換發(fā)生故障的配電變壓器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率取值為公共備用配電變壓器的安裝投運概率λS，被替換的發(fā)生故障的配電變壓器則轉(zhuǎn)換為處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器；
③在完成公共備用配電變壓器的安裝投運工作后，再開始維修處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器，且其修復后成為能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器；
④系統(tǒng)配電變壓器組中的配電變壓器發(fā)生故障后，若不存在能夠用于安裝投運的公共備用配電變壓器，則維修發(fā)生故障的配電變壓器，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的取值為配電變壓器修復率，所述配電變壓器修復率為配電變壓器故障修復時間Tre的倒數(shù)；
⑤當系統(tǒng)配電變壓器組中的多臺配電變壓器發(fā)生故障時，按照停電損失由大到小的順序進行替換或維修處理。
5)根據(jù)電力系統(tǒng)的當前實際情況，確定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)N、可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量D、電力系統(tǒng)的計劃運行時間Tpl、系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器在單位時間的平均負載以及電力系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)參數(shù)，作為公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程的輸入數(shù)據(jù)量，并將計算確定的系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率代入公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程，計算在當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下的變壓器組備用總費用CT(S)。
由于狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率λij的取值根據(jù)不同情況可能為配電變壓器故障概率、配電變壓器修復率或公共備用配電變壓器的安裝投運概率，因此該步驟中，根據(jù)電力系統(tǒng)的當前實際情況所確定的歷史數(shù)據(jù)參數(shù)至少應當包括配電變壓器故障概率Pm、配電變壓器故障修復時間Tre和公共備用配電變壓器的安裝投運概率λS。
6)重復執(zhí)行步驟3)～5)，分別計算所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S在不同取值情況下的變壓器組備用總費用，且將變壓器組備用總費用最小的S取值判定為公共備用配電變壓器優(yōu)化配置數(shù)量S′。
7)將配置S′臺公共備用配電變壓器的方案作為電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案，對電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器進行配置。
下面通過具體的實施例，對本發(fā)明加以說明。
實施例：
針對RBTS Bus2電力系統(tǒng)中的配電變壓器構(gòu)成的系統(tǒng)配電變壓器組進行實例分析，采用本發(fā)明方法進行公共備用配電變壓器的優(yōu)化配置，具體流程如下：
1)計及系統(tǒng)配電變壓器組的各種運行狀態(tài)以及在相應系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的各種安裝投運狀態(tài)，建立電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性馬爾可夫模型，得到可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程。
2)以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程。
3)隨機設定所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S的取值，作為所建立的可靠性馬爾可夫模型的輸入數(shù)據(jù)量，確定當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下可靠性馬爾可夫模型中公共備用配電變壓器的所有ST種安裝投運狀態(tài)。
4)根據(jù)當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下可靠性馬爾可夫模型，計算系統(tǒng)配電變壓器組出現(xiàn)可靠性馬爾可夫模型的狀態(tài)方程中各不同狀態(tài)的概率和狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率，進而計算確定系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率。
5)根據(jù)電力系統(tǒng)的當前實際情況，確定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組中配電變壓器的總臺數(shù)N、可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量D、電力系統(tǒng)的計劃運行時間Tpl、系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器在單位時間的平均負載以及電力系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)參數(shù)，作為公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程的輸入數(shù)據(jù)量，并將計算確定的系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率代入公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程，計算在當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下的變壓器組備用總費用CT(S)。
在本實施例的RBTS Bus2電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)配電變壓器組共有20臺配電變壓器，編號為T1、T2、……、T20；可能處于不可用狀態(tài)的公共備用配電變壓器臺數(shù)和系統(tǒng)配電變壓器組中可能處于故障狀態(tài)的配電變壓器臺數(shù)之和的最大數(shù)量為3臺，即最高故障階數(shù)為3，電力系統(tǒng)的計劃運行時間為1年期，系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率(故障率)均為0.015次/年，配電變壓器故障修復時間為200h/次；各配電變壓器的負載及單位停電損失如表1所示。
表1
通過公式(3)～公式(11)可計算得到系統(tǒng)配電變壓器組中任意的第n個配電變壓器的失負載概率PL.n以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率fS，通過公式(12)～公式(15)計算得到在當前公共備用配電變壓器配置數(shù)量下的變壓器組隨機故障停電損失費用CTLOSS、備用變壓器投資費用CTS、備用變壓器安裝投運費用CTI，從而得到相應的變壓器組備用總費用CT(S)。
6)重復執(zhí)行步驟3)～5)，分別計算所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S在不同取值情況下的變壓器組備用總費用，且將變壓器組備用總費用最小的S取值判定為公共備用配電變壓器優(yōu)化配置數(shù)量S′。
本實施例中，計劃配置的最大公共備用配電變壓器的臺數(shù)為3臺。因此，所配置的公共備用配電變壓器的總臺數(shù)S的取值可以為0、1、2、3。通過計算，不同公共備用配電變壓器配置數(shù)量下的變壓器組備用總費用情況分別如表2所示。
表2
由上述計算結(jié)果可知，與不配置公共備用配電變壓器相比，配置有公共備用配電變壓器后的電力系統(tǒng)的隨機故障停電損失大幅降低，且備用總費用隨著公共備用配電變壓器配置數(shù)量的增多而先減后增。配置有1臺公共備用配電變壓器的方案為經(jīng)濟性最優(yōu)方案，其變壓器組隨機故障停電損失費用為3.46萬元，備用變壓器安裝投運費用為0.60萬元，變壓器組備用總費用為6.18萬元，此方案下的備用總費用減少量最大。若繼續(xù)增加備用投資，對隨機故障損失的改善效果并不明顯，且經(jīng)濟性變差。因此，判定公共備用配電變壓器優(yōu)化配置數(shù)量S′的值為1臺。
7)將配置S′臺公共備用配電變壓器的方案作為電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案，對電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器進行配置。
在本實施例中，公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案為配置1臺公共備用配電變壓器，即配置1臺公共備用配電變壓器既能夠較好的確保電力系統(tǒng)的運行可靠性，又能夠最大限度的提高公共備用配電變壓器配置的經(jīng)濟性，降低電力系統(tǒng)備用設備建設的綜合成本。
綜上所述，可以看到，本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法，以電力系統(tǒng)的系統(tǒng)配電變壓器組和配置的公共備用配電變壓器為研究對象，計及電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及公共備用配電變壓器在不同配置數(shù)量下的各種情況，通過分析系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組的不同運行狀態(tài)以及在相應系統(tǒng)配電變壓器組運行狀態(tài)下公共備用配電變壓器的不同安裝投運狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程和轉(zhuǎn)移率，建立電力系統(tǒng)中系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性馬爾可夫模型，進而計算確定系統(tǒng)配電變壓器組中各個配電變壓器的失負載概率以及公共備用配電變壓器的安裝投運頻率，作為系統(tǒng)配電變壓器組配置公共備用配電變壓器的可靠性指標，并且充分考慮了系統(tǒng)配電變壓器組中不同配電變壓器的負載差異性對于電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性影響，所建立模型考慮的因素更為全面，與實際情況更為相符；最后，建立公共備用配電變壓器優(yōu)化配置模型的費用方程，以系統(tǒng)配電變壓器組的隨機故障停電損失費用、備用投資費用和安裝投運費用之和最小為目標，采用枚舉解析法進行費用比較，擇優(yōu)確定電力系統(tǒng)的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方案，能夠在確保電力系統(tǒng)運行可靠性的前提下提高公共備用配電變壓器配置的經(jīng)濟性，降低電力系統(tǒng)備用設備建設的綜合成本；總體而言，本發(fā)明基于可靠性的公共備用配電變壓器優(yōu)化配置方法的處理運算較為簡單，便于工程人員學習使用，并且通用性較好，可廣泛應用于不同的電力系統(tǒng)的配電設備備用規(guī)劃。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。