[發(fā)明專(zhuān)利]基于承載能力的配電網(wǎng)優(yōu)選方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811144028.7
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109325694B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭小紅;周宗川;王誠(chéng)良;董曉晶;任大江;葛鵬江;屈高強(qiáng);馬培華;馮雪;胡志冰;郭寧;劉文琳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/18
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/18;G06F17/11
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于承載能力的配電網(wǎng)優(yōu)選方法，包括如下步驟：

S1:全面搜集配電網(wǎng)綜合評(píng)估的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，綜合考慮新型負(fù)荷和分布式電源的特性，建立含新型負(fù)荷及高比例分布式電源的配網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，所述新型負(fù)荷包括電動(dòng)汽車(chē)和電采暖；

S2:根據(jù)步驟S1所述的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分析并得出各指標(biāo)的量化計(jì)算方法；

S3:根據(jù)上述步驟中所述的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其量化方法計(jì)算，應(yīng)用基于變權(quán)理論的多層次模糊綜合評(píng)價(jià)算法，確定各指標(biāo)的權(quán)重；

S4：結(jié)合各指標(biāo)的權(quán)重，得出配電網(wǎng)的綜合評(píng)分；

S5:根據(jù)配電網(wǎng)評(píng)分對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整改造，確定最優(yōu)的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

在步驟S1中，所述新型負(fù)荷及高比例分布式電源的配網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分別包括準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，

其中準(zhǔn)則層包括安全性、可靠性、優(yōu)質(zhì)性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性；

對(duì)于準(zhǔn)則層中的每一個(gè)具體包括，

所述安全性包括線路“N-1”通過(guò)率和短路容量；

所述可靠性包括系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI(System Average Interruption FrequencyIndex)、系統(tǒng)平均停運(yùn)持續(xù)時(shí)間SAIDI(System Average Interruption Duration Index)、平均供電可用率ASAI(Average Service Availability Index)和系統(tǒng)缺電量ENS(EnergyNot Supplied)；

所述優(yōu)質(zhì)性包括電壓合格率、電壓波動(dòng)率和諧波畸變率；

所述技術(shù)經(jīng)濟(jì)性包括線損率、最大負(fù)載率、線路年平均負(fù)載率和配變?nèi)萘磕昶骄?fù)載率和投資容量比；

在步驟S2中，各指標(biāo)的量化計(jì)算方法具體為：

(1)安全性指標(biāo)

a.線路“N-1”通過(guò)率

線路“N-1”校驗(yàn)通過(guò)率指在最大負(fù)荷運(yùn)行方式下，在變電站出線開(kāi)關(guān)停運(yùn)后，該線路全部負(fù)荷可轉(zhuǎn)移到其它線路供電，此類(lèi)線路所占的比例，該指標(biāo)用以反映最大負(fù)荷運(yùn)行方式下線路負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力，計(jì)算公式如下：

式中，n_t是可轉(zhuǎn)供線路數(shù)；n_l是該線路所連接的總線路數(shù)；

b.短路容量

所述短路容量是在饋線發(fā)生三相短路時(shí)，最大運(yùn)行方式下即最小阻抗時(shí)，計(jì)算的短路電流乘以短路點(diǎn)電壓，取視在功率值，反映饋線對(duì)故障的應(yīng)對(duì)能力，計(jì)算公式如下：

式中，是最大運(yùn)行方式下短路電流；是第i個(gè)分布式電源向短路點(diǎn)注入的短路電流；G為分布式電源的個(gè)數(shù)；U_f是短路點(diǎn)電壓；

(2)可靠性指標(biāo)

通過(guò)配電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)裝置的配置狀況和自動(dòng)化程度，按照開(kāi)關(guān)位置將配電網(wǎng)分塊，同一塊內(nèi)任何元件故障對(duì)負(fù)荷點(diǎn)產(chǎn)生的影響完全相同，則塊s的等效故障率λ_s和平均等效修復(fù)時(shí)間γ_s如下：

式中，λ_i是塊s的第i個(gè)元件的故障率；m是塊s的元件總數(shù)；γ_i是塊s的第i個(gè)元件的修復(fù)時(shí)間；

塊s的年平均停電時(shí)間U_s是：

U_s＝λ_sγ_s (5)

若塊s的用戶(hù)數(shù)為N_s，總負(fù)荷數(shù)為L(zhǎng)_s，則系統(tǒng)可靠性指標(biāo)系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI(System Average Interruption Frequency Index)、系統(tǒng)平均停運(yùn)持續(xù)時(shí)間SAIDI(System Average Interruption Duration Index)、平均供電可用率ASAI(AverageService Availability Index)和系統(tǒng)缺電量ENS(Energy Not Supplied)計(jì)算公式如下：

ENS＝∑L_sU_s (9)；

(3)優(yōu)質(zhì)性指標(biāo)

a.電壓合格率

電壓合格率為某個(gè)時(shí)間斷面內(nèi)，電壓合格的節(jié)點(diǎn)數(shù)與總節(jié)點(diǎn)數(shù)之比，計(jì)算公式如下：

式中，n是總的節(jié)點(diǎn)數(shù)；n_q為電壓合格的節(jié)點(diǎn)數(shù)；

b.電壓波動(dòng)

電壓波動(dòng)是指兩個(gè)相鄰的采樣周期內(nèi)，同一個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓幅值的變化，計(jì)算公式如下：

式中，T為采樣周期；U₁^t是t時(shí)電壓幅值；U₁^t+T為t+T時(shí)電壓幅值；

c.諧波畸變率

諧波畸變率反映了電壓的高次諧波相對(duì)于基波所占的比例，電壓諧波畸變率計(jì)算公式：

式中，U₁是基波電壓；U_h是電壓的h次高次諧波；H_max是所計(jì)入的最高次諧波；

(4)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

a.線損率

線損率是指饋線的有功功率損耗占饋線始端輸入功率的百分?jǐn)?shù)，線損率的計(jì)算公式如下：

式中，L,T分別是支路和配變集合；I_i是第i條支路的電流幅值；I_j是第j個(gè)配變支路的電流幅值；r_i是第i條支路的電阻；r_j是第j個(gè)變壓器支路的電阻；P_l^max是線路的供給功率值；

b.最大負(fù)載率

最大負(fù)載率是指線路、配變的最大負(fù)載與線路、配變最大傳輸有功功率的比值，計(jì)算公式如下：

式中，P_i^max是第i個(gè)負(fù)荷的最大值；是第i個(gè)負(fù)荷的功率因數(shù)；n是線路或變壓器上的負(fù)荷總數(shù)；S是線路、配變?cè)试S的最大傳輸有功功率；

c.線路年平均負(fù)載率、配變?nèi)萘磕昶骄?fù)載率

線路年平均負(fù)載率、配變?nèi)萘科骄?fù)載率是指線路、配變?cè)谀昶陂g負(fù)載率的平均值，計(jì)算公式如下：

式中，P_ave是線路或者配變的年平均負(fù)載，P_max是線路或者配變?cè)谀昶陂g的最大負(fù)載；

d.投資容量比

配電網(wǎng)的投資容量比是配電網(wǎng)建設(shè)投資與負(fù)荷容量的比值，計(jì)算公式如下：

式中，C是配電網(wǎng)建設(shè)投資成本，單位萬(wàn)元；P_load是負(fù)荷總量，單位MW；

步驟S3具體為：

構(gòu)造比較矩陣子步驟：

對(duì)同一準(zhǔn)則層下的每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行成對(duì)比較，并采用1-9的方式進(jìn)行賦值，1表示指標(biāo)a_i相對(duì)于指標(biāo)a_j同等重要，9表示指標(biāo)a_i相對(duì)于指標(biāo)a_j絕對(duì)重要，1-9程度依次增加，對(duì)于有n個(gè)指標(biāo)的情況，形成如下比較矩陣A：

式中，a_ij＝a_i/a_j，表示指標(biāo)a_i相對(duì)于指標(biāo)a_j的重要程度，

指標(biāo)權(quán)重計(jì)算子步驟：

根據(jù)幾何平均法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，如式(18)所示

式中，n表示指標(biāo)i所對(duì)應(yīng)所述準(zhǔn)則層下指標(biāo)的個(gè)數(shù)，w_i為該準(zhǔn)則層下的第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；

指標(biāo)評(píng)分子步驟：

根據(jù)各指標(biāo)的計(jì)算方法，計(jì)算所有指標(biāo)，并用功效系數(shù)法對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)作無(wú)量綱化處理，公式如下：

式中,x_i是的第i個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值；x′_i是第i個(gè)指標(biāo)按照上述公式的實(shí)際計(jì)算值；M_i和m_i分別是指標(biāo)i的滿意值和不允許值；

最終權(quán)重計(jì)算子步驟：

在該步驟中應(yīng)用變權(quán)理論解決各指標(biāo)評(píng)分偏離正常值的情況，即對(duì)于指標(biāo)評(píng)分過(guò)高或者過(guò)低，通過(guò)減小權(quán)值來(lái)減小這些異常指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，具體采用均衡函數(shù)的變權(quán)計(jì)算公式如下：

式中，w’_i是指標(biāo)i變權(quán)后的權(quán)值，w_i是指標(biāo)i變權(quán)前的權(quán)值，x_i是指標(biāo)i的評(píng)分值，T_i為指標(biāo)i的均衡系數(shù)且T∈(0,1]，n表示指標(biāo)i所對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層下指標(biāo)的個(gè)數(shù)，

其中，對(duì)于第i個(gè)指標(biāo)的評(píng)分x_i，均衡系數(shù)T_i的計(jì)算方法如下：

在步驟S3中，c＝60,d＝40；

指標(biāo)的滿意值和不允許值為：

(1)線路N-1通過(guò)率，滿意值取100，不允許值取極小值0；

(2)短路容量，滿意值取0，不允許值取比常用的真空短路器短路容量最大值850MVA略大；

(3)可靠性指標(biāo)，系統(tǒng)平均停電頻率的不容許值取0.235次/用戶(hù)·年，滿意值取0.180次/用戶(hù)·年；系統(tǒng)平均停運(yùn)持續(xù)時(shí)間的不容許值取3.20小時(shí)/用戶(hù)·年，滿意值取2.89小時(shí)/用戶(hù)·年；平均供電可用率不容許值取99.930％，滿意值取99.980％；系統(tǒng)缺電量不容許值取13.00MW小時(shí)/年，滿意值取10.50MW小時(shí)/年；

(4)電壓合格率，滿意值是100，不允許值取98.5％；電壓波動(dòng)率和諧波畸變率滿意值取0，電壓波動(dòng)率不允許值為3％，諧波畸變率的不允許值為4％；

(5)最大負(fù)載率，線路年平均負(fù)載率，和配變年平均負(fù)載率，滿意值取100％，不允許值取極限最小值0；

(6)對(duì)于線損率，滿意值取極限最小值0，不允許值為全國(guó)平均線損率5.2％；

(7)投資容量比，滿意值取30萬(wàn)元/MW，不允許值取計(jì)算的最大值100萬(wàn)元/MW；

在步驟S4中，計(jì)算方案的綜合評(píng)分值具體為

每個(gè)準(zhǔn)則層的綜合評(píng)分值等于該準(zhǔn)則下所有指標(biāo)的權(quán)重乘以各指標(biāo)評(píng)分的和，計(jì)算公式如下：

式中，P_k為第k個(gè)準(zhǔn)則層的綜合評(píng)分值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)優(yōu)選方法，其特征在于：

在步驟S4中，還采用最大隸屬度原則確定模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，[0,20]為極差，[20,40]為較差，[40,60]為中，[60,80]為良，[80,100]為優(yōu)。