王彩萍

[摘 要]变电站主接线方式可靠性评估当中需要考察的因素比较多，传统的可靠性评估方法已经渐渐不能满足人们的要求，因此贝叶斯网络法渐渐走入人们的视线，本文首先介绍贝叶斯网络法的基本内容，然后介绍贝叶斯网络法评估变电站主接线可靠性，并以两种常用的变电站主接线为例，介绍其在主接线优选中的应用。

[关键词]变电站；电气主接线；可靠性评估；方案优选；贝叶斯网络

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0090-01

前言：在电网的整体运作过程中需要将电能进行集中，然后再进行分配，在这个过程当中，变电站是非常重要的一个节点，因此可以说变电站能够安全稳定地运行是非常重要的，而变电站主接线方式的可靠性往往能够在很大程度上影响变电站的运行效果，因此对变电站主接线方式可靠性评估与方案优选是非常重要的。

一、贝叶斯网络法概述

很多数学家和科学家都投入了大量的时间和精力研究贝叶斯理论，Pearl对这些理论进行了梳理和总结，并对目前比较前言的人工智能等专业知识，加以结合，最终提出贝叶斯网络。

与理论研究不同，实际上在现实生活当中，收集得来的数据并不具有一定的规律，很可能是不精确也不确定的，但是想要从这些数据当中进行一些基本的推理，就需要贝叶斯网络[1]。

贝叶斯网络的优势在于对于一些看起来并不精确的原始数据，能够进行变量之间的分析，然后得出各个变量之间的关系，并进行一些不确定性推理。然而在电力系统的评估当中，尤其是变电站主接线方式可靠性的评估过程中，需要贝叶斯网络这种理论模型，而且在应用的过程中，也展现了贝叶斯网络的独特优势。

贝叶斯网络双向推理计算实际上有两种算法，一种算法是精确算法，随着在计算中不断增加节点数，那么计算量也在不断增加，并且两者呈现一种指数增长的关系，精确计算的具体方法有很多种，团树推理法和桶排除法等等都是精确计算的代表。除了精确的算法之外，还有近似的算法，近似的算法并不追求计算结果的精准，主要想均衡计算量和计算精度之间的关系，结果是近似的结果，但是可以进行实时计算[2]。

二、贝叶斯网络法评估变电站主接线方式可靠性

通过上文的论述对贝叶斯网络法有了基本的认知，下面将主要介绍贝叶斯网络法评估变电站主接线方式的可靠性，主要目标是在主接线方式当中找到可用度最高的，实际上对变电站的主机接线方式进行调查可以发现，主要有两种主接线的方式，本文也主要对这两种方式进行贝叶斯网络法的评估。

为了能够保证后续过程的合理，下面首先进行几点假设。

（一）假设条件

首先对电气元件进行假设，电气元件要么能够正常工作，要么就是出现了故障，但是出现故障的时候是可以修复，进行修复之后就能正常工作，一旦系统发生了故障，那么就会自动退出正常的工作状态。

其次假设更元件如果发生故障不会产生任何的连带反映。当系统发生故障的时候，虽然可能出现二重及其以上的故障，但是假设这些故障不会发生。

（二）电气元件的重要指标说明

对于电气元件来讲，有很多非常重要的指标，因为本文主要考察系统的可靠性，因此主要选择故障率、修复率和可用度三个指标[3]。

隔离开关的可用度是最大的有0.999974，而电源地可用度是最低的0.888888，从修复率的角度来看，母线的修复率最高，高达2920，而电源则是修复率最低的电气元件，只有12，，变压器的故障率是最低的，只有0.03，电源的故障率是最高的，有1.5.

（三）建立系统A和B

建立系统A和B，在建立的过程当中会使用一些等效元件，实际上等效元件就是各个基本电气元件的组合，在A系统当中，先将X1与X2、X6串联起来，然后再将X5、X4和X7连接在另外一条线上，最终两个线之间加上X3即可。

系统B的等效元件示意图，则和系统A的有很大的差别，首先是在最开始的三个等效元件的选择上，选择的是X2、X3和X9，由X2连接X6这是其中的一线，然后再由X3连接上X7，这是第二线，而在两线之间是X4、X10、X8之间的连接，整个系统在运作的过程中由X9导入，两个系统的设计是非常不同的，而利用到的元件也是不一样的。

可以说正是由于两种系统的本身结构并不相同，最终造成的可靠性不同，因此对这两种系统进行贝叶斯网路法的评估。

（四）贝叶斯网络法

对系统A进行贝叶斯网络法的基本评估，在评估的过程当中严格按照试验的规则进行，并不违反上述的三个假设条件，经过工作人员对结果的进行收集，并处理之后，可以得出以下的一个故障概率。

首先在系统A当中，故障概率最高的就是X6和X7，两者的故障概率都高达0.410153，其次是X1和X2，故障概率高达0.27013，因此可以看出实际上X1、X2、X6和X7出现故障的可能性是非常大的，在检修的过程当中也应当优先考虑这四部分，这能过让检修工作开展地更加高效[4]。

其次，除了上述的四个等效元件之外，X3、X4和X5的故障概率都比较低，分别为0.050577、0.050231和0.081212。

在对系统A进行完测试之后，对系统B进行贝叶斯网络法的评估，经过工作人员的收集整理和分析之后，发现系统B的等效元件普遍故障概率都很低，但是只有X9的故障概率最高，高达0.992。实际上可以说明，一旦系统B发生了故障，那么多半情况下是在X9部分，工作人员可以直接到X9部分找原因。

除了X9之外，剩余的等效元件故障的概率都是非常低的，基本上都在0.001以下，因此發生故障的概率很低。

通过对两个系统的贝叶斯网络法的结果进行对比和分析，可以看出来，实际上系统A的可靠性高于系统B，在系统B工作的过程中，X9出故障的概率高达0.992，虽然别的部位可能非常安全，但是几乎可以说是高达1的故障概率，在工作的过程当中是不可取的，而系统A则比较均衡，而且最高的故障概率也只有0.41，这能够保证变电站在一定程度上可以比较安稳可靠的工作[5]。

对于系统B而言，应当尽量提升X9等效元件的性能，可以重新进行设计和规划，降低故障的概率，这样就能够将整体的可靠性有一个比较高的提升。

总结：本文首先介绍了贝叶斯网络法的基本概念，然后介绍了贝叶斯网络法评估变电站主接线可靠性的过程，首先说明了三点假设的条件，保证后续工作的合理性，然后说明了电气元件的重要指标，这一项为后续的计算提供了基本的条件，其次，说明了两种常用的变电站主接线方式，分别介绍了两种系统，随后对两种系统分别进行贝叶斯网络法的说明和计算，最终得出系统A是优选方案。

参考文献

[1] 徐小宁.变电站主接线方式可靠性评估与方案优选[J].电工技术学报，2015，12：441-446.

[2] 席皛，傅吉悦，郑春姬，刘超.吉林省220kV变电站电气主接线方式及规模分析[J].吉林电力，2016，05：17-19.

[3] 张新强，苏志刚.变电站主接线方式创新设计[J].山东电力高等专科学校学报，2012，02：23-26.

[4] 徐佳，柳莹莹，陈洁琼.关于变电站主接线常用方式的类比分析[J].企业技术开发，2012，29：109-110.

[5] 詹春瑞.考虑对电网可靠性影响的变电站主接线可靠性评估[D].华北电力大学，2013.