CN104200392B - 一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法 - Google Patents

Abstract

一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法，该方法基于CIM标准图模库生成的一次接线图，在接线图上设置检修时需要断开的开关，自动判断开关断开后线路有无失电，自动定义孤岛，自动检测每个孤岛涉及的配变箱，自动计算城镇供电可靠性指标的预测值和(城镇+农村)供电可靠性指标的预测值，并与国网规定的城镇供电可靠性指标的标准值和(城镇+农村)供电可靠性指标的标准值进行比较，进而评估检修工作对供电可靠性指标的影响。该控制方法取代人工计算和分析，工作效率高且不易出错，能更好地指导配电网可靠性的改造提升。

Description

一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法

技术领域

本发明涉及配电管理系统建设与应用领域，具体涉及一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法。

背景技术

配电网是从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网，作用是给某一区域各个配电站和各类用电负荷供给电源，它是在电力网中有着分配电能作用的网络。一旦配电网发生故障或进行检修、试验，往往会造成用户供电的中断，直到配电网的故障被排除或修复，才能继续对用户供电。因此，在配电网的规划、建设和运行中，可靠性管理具有十分重要的意义。

供电可靠性是指供电系统对用户持续供电的能力，它反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，供电可靠性是通过供电可靠性指标来衡量的，主要的供电可靠性指标有以下几种：

(1)供电可靠率：以实际供电总时户数与要求供电总时户数之比表示。

(2)系统平均停电频率指标(SAIFI)：是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，以用户停电总次数与全部用户数之比表示。

(3)系统平均停电持续时间(SAIDI)：是指每个由系统供电的用户在一年中所遭受的平均停电持续时间，以用户停电时间总和与全部用户数之比表示。

(4)用户平均停电频率指标(CAIFI)：是指一年中每个被停电用户所遭受的平均停电次数，以用户停电总次数与停电用户总数之比表示。

(5)用户平均停电持续时间(CAIDI)：以用户停电时间总和与用户停电总次数之比表示。

在配电网的可靠性管理中，调度部门将全年的供电可靠性指标进行分解和预控后安排检修计划，如何合理地安排检修计划，使配电网的供电可靠性指标顺利完成，就需要我们在检修前，进行供电可靠性指标的预测评估工作。

配电网一次接线图是进行配电网供电可靠性指标预测评估的基础，传统的一次接线图是由专业的技术人员进行手工绘制的，存在维护工作量大、图形格式不统一、不同图形信息之间交互困难等问题，对此国际电工技术委员会制订了IEC61970系列标准，该系列标准的核心部分是公用信息模型(CIM)，它包含了电力图形表达的所有信息，为各个应用提供与平台无关的同一的电力系统逻辑描述，利用CIM数据模型表示的设备拓扑关系可完成配电网一次接线图的自动生成，给管理人员带来巨大的便捷，达到降低工作量和提升数据准确性的目的，目前的配电网供电可靠性指标的预测评估大多是基于CIM标准图模库生成的一次接线图进行的。

但是现有的配电网供电可靠性指标的预测评估都是由人工对照一次接线图进行分析和计算来完成的，计算繁琐且容易出错，因此迫切需要一种能对配电网供电可靠性指标进行自动预测评估的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法，它可以代替人工分析和计算，工作效率高且不易出错。

本发明的技术解决方案是：提供一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)根据故障类型或检修计划，在一次接线图上设置一个或多个需要断开的开关，自动沿开关断开处的两侧线路上，查找每侧线路上是否存在拓扑连接关系的供电电源，所述的供电电源为发电机、由上一级电网供电的变压器，若某一侧线路上无供电电源，则认为该侧线路失电，否则该侧线路不失电；

(2)若开关断开后不会导致线路失电，则无需进行后续计算，若开关断开后导致线路失电，则自动定义断开的开关一侧或断开的两个相邻开关之间出现的无电源供电的区域为孤岛；

(3)所有孤岛定义完毕后，在每个孤岛所涉及的线路的拓扑关系中自动查找配变箱，每个配变箱即为一个城镇计划停电用户或一个农村计划停电用户，自动计算所有孤岛涉及的城镇计划停电用户数Y1和农村计划停电用户数Y8，设置计划停电时间t1、城镇等效用户数Y10、城镇及农村的等效用户数Y11和统计期时T6；

(4)自动计算城镇计划停电时户数S1和城镇计划停电时间总和T1，S1＝T1＝Y1×t1，自动将城镇计划停电用户的停电次数进行累加，得到城镇计划停电总次数C1，C1＝1×Y1，自动记录城镇计划停电用户并与城镇历史停电用户进行比较，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户数Y5与城镇历史停电用户数Y2进行累加，得到城镇停电用户总数Y4；

(5)自动计算农村计划停电时户数S3和农村计划停电时间总和T3，S3＝T3＝Y8×t1,自动将农村计划停电用户的停电次数进行累加，得到农村计划停电总次数C3，C3＝1×Y8，自动记录农村计划停电用户并与农村历史停电用户进行比较，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户数Y6与农村历史停电用户数Y3进行累加，得到农村停电用户总数Y7；

(6)自动计算城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值；

(7)将城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值分别与国网规定的城镇供电可靠性指标的标准值和城镇及农村的供电可靠性指标的标准值进行比较，若所有预测值均达到标准值，则提示本次检修计划不会影响供电可靠性指标的完成，否则提示本次检修计划会影响供电可靠性指标的完成；

(8)记录实际检修的起止时间，自动计算实际停电时间t1′、城镇实际停电时户数S1′和城镇实际停电时间总和T1′，S1′＝T1′＝Y1×t1′，自动将城镇实际停电时户数S1′与城镇历史停电时户数S2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电时户数，自动将城镇实际停电时间总和T1′与城镇历史停电时间总和T2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电时间总和，自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电总次数，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户数Y5与城镇历史停电用户数Y2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电用户数，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户记录到城镇历史停电用户中，作为下一次检修工作的城镇历史停电用户。在进行一次检修工作之后，根据实际检修情况，自动更新城镇历史停电时户数、城镇历史停电时间总和等历史数据，以备下一次检修工作计算供电可靠性指标的预测值使用；

(9)自动计算农村实际停电时户数S3′和农村实际停电时间总和T3′，S3′＝T3′＝Y8×t1′，自动将农村实际停电时户数S3′与农村历史停电时户数S4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电时户数，自动将农村实际停电时间总和T3′与农村历史停电时间总和T4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电时间总和，自动将农村计划停电总次数C3与农村历史停电总次数C4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电总次数，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户数Y6与农村历史停电用户数Y3进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电用户数，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户记录到农村历史停电用户中，作为下一次检修工作的农村历史停电用户。在进行一次检修工作之后，根据实际检修情况，自动更新农村历史停电时户数、农村历史停电时间总和等历史数据，以备下一次检修工作计算供电可靠性指标的预测值使用。

本发明具有以下优点：

该控制方法可代替人工进行可靠性分析和计算，工作效率高且不易出错，能更好地指导配电网可靠性的改造提升。

作为优选，所述的供电可靠性指标包括供电可靠率、系统平均停电频率、系统平均停电持续时间、用户平均停电频率和用户平均停电持续时间，该设置使得供电可靠性的预测评估更加全面准确，城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值计算如下：

附图说明：

图1为本发明供电可靠性指标预测评估方法的流程图；

具体实施方式

下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例：

配电网一次接线图是配电网可靠性指标预测评估的基础，采用CIM标准图模库自动生成的配电网一次接线图，将绘制的图形和录入的可靠性数据合二为一，在图形上选择图元，就能够查询到所对应设备的相关台帐信息，达到降低工作量和提升数据准确性的目的。

如图1所示，本发明基于CIM标准图模库生成的一次接线图，提供一种配电网可靠性指标的自动预测评估方法，它包括以下步骤：

(1)根据故障类型或检修计划，在一次接线图上设置一个或多个需要断开的开关，自动沿开关断开处的两侧线路上，查找每侧线路上是否存在拓扑连接关系的供电电源，所述的供电电源为发电机、由上一级电网供电的变压器，若某一侧线路上无供电电源，则认为该侧线路失电，否则该侧线路不失电；

(2)若开关断开后不会导致线路失电，则无需进行后续计算，若开关断开后导致线路失电，则自动定义断开的开关一侧或断开的两个相邻开关之间出现的无电源供电的区域为孤岛；

(3)所有孤岛定义完毕后，在每个孤岛所涉及的线路的拓扑关系中自动查找配变箱，每个配变箱即为一个城镇计划停电用户或一个农村计划停电用户，自动计算所有孤岛涉及的城镇计划停电用户数Y1和农村计划停电用户数Y8，设置计划停电时间t1、城镇等效用户数Y10、城镇及农村的等效用户数Y11和统计期时T6；

(4)自动计算城镇计划停电时户数S1和城镇计划停电时间总和T1，S1＝T1＝Y1×t1，自动将城镇计划停电用户的停电次数进行累加，得到城镇计划停电总次数C1，C1＝1×Y1，自动记录城镇计划停电用户并与城镇历史停电用户进行比较，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户数Y5与城镇历史停电用户数Y2进行累加，得到城镇停电用户总数Y4；

(5)自动计算农村计划停电时户数S3和农村计划停电时间总和T3，S3＝T3＝Y8×t1,自动将农村计划停电用户的停电次数进行累加，得到农村计划停电总次数C3，C3＝1×Y8，自动记录农村计划停电用户并与农村历史停电用户进行比较，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户数Y6与农村历史停电用户数Y3进行累加，得到农村停电用户总数Y7；

(6)自动计算城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值，

计算过程如下：

①城镇供电可靠率的预测值

自动将城镇计划停电时户数S1与城镇历史停电时户数S2进行累加，且城镇等效用户数Y10和统计期时T6均为已知的，由以下公式得到：

这里需要对城镇历史停电时户数进行说明，本发明的预测评估方法在进行一次检修工作之后，根据实际检修情况，自动更新城镇历史停电时户数，具体过程如下：在新一轮的统计期时开始时，将城镇历史停电时户数清零，在对城镇用户进行第一次检修之后，系统将此次的城镇实际停电时户数与城镇历史停电时户数进行累加，而此时的城镇历史停电时户数已经被清零，实际上就是将此次的城镇实际停电时户数作为下一次检修工作的城镇历史停电时户数，而每次检修工作结束之后，都将该次的城镇实际停电时户数与城镇历史停电时户数进行累加，因此城镇历史停电时户数实际上是将统计期时内每次的城镇实际停电时户数进行累加得到的，城镇历史停电时间总和等历史数据具有相似的统计方式，此处不再赘述。

②城镇系统平均停电频率的预测值

自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，由以下公式得到：

③城镇系统平均停电持续时间的预测值

自动将城镇计划停电时间总和T1与城镇历史停电时间总和T2进行累加，由以下公式得到：

④城镇用户平均停电频率的预测值

自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，由以下公式得到：

⑤城镇用户平均停电持续时间的预测值

自动将城镇计划停电时间总和T1与城镇历史停电时间总和T2进行累加，自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，由以下公式得到：

⑥城镇及农村的供电可靠率的预测值

自动将城镇及农村的计划停电时户数与城镇及农村的历史停电时户数进行累加，且城镇及农村的等效用户数和统计期时T6是已知的，由以下公式得到：

这里需要说明的是：城镇及农村的计划停电时户数为S1+S3，城镇及农村的历史停电时户数为S2+S4。

⑦城镇及农村的系统平均停电频率的预测值

自动将城镇及农村的计划停电总次数与城镇及农村的历史停电总次数进行累加，由以下公式得到：

这里需要说明的是：城镇及农村的计划停电总次数为C1+C3，城镇及农村的历史停电总次数为C2+C4。

⑧城镇及农村的系统平均停电持续时间的预测值

自动将城镇及农村的计划停电时间总和与城镇及农村的历史停电时间总和进行累加，由以下公式得到：

这里需要说明的是：城镇及农村的计划停电时间总和为T1+T3，城镇及农村的历史停电时间总和为T2+T4。

⑨城镇及农村的用户平均停电频率的预测值

自动将城镇及农村的计划停电总次数与城镇及农村的历史停电总次数进行累加，由以下公式得到：

这里需要说明的是：城镇及农村的停电用户总数为Y4+Y7。

⑩城镇及农村的用户平均停电持续时间的预测值

自动将城镇及农村的计划停电时间总和与城镇及农村的历史停电时间总和进行累加，自动将城镇及农村的计划停电总次数与城镇及农村的历史停电总次数进行累加，由以下公式得到：

(7)将城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值分别与国网规定的城镇供电可靠性指标的标准值和城镇及农村的供电可靠性指标的标准值进行比较，若所有预测值均达到标准值，则提示本次检修计划不会影响供电可靠性指标的完成，否则提示本次检修计划会影响供电可靠性指标的完成；

(8)记录实际检修的起止时间，自动计算实际停电时间t1′、城镇实际停电时户数S1′和城镇实际停电时间总和T1′，S1′＝T1′＝Y1×t1′，自动将城镇实际停电时户数S1′与城镇历史停电时户数S2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电时户数，自动将城镇实际停电时间总和T1′与城镇历史停电时间总和T2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电时间总和，自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电总次数，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户数Y5与城镇历史停电用户数Y2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电用户数，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户记录到城镇历史停电用户中，作为下一次检修工作的城镇历史停电用户；

(9)自动计算农村实际停电时户数S3′和农村实际停电时间总和T3′，S3′＝T3′＝Y8×t1′，自动将农村实际停电时户数S3′与农村历史停电时户数S4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电时户数，自动将农村实际停电时间总和T3′与农村历史停电时间总和T4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电时间总和，自动将农村计划停电总次数C3与农村历史停电总次数C4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电总次数，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户数Y6与农村历史停电用户数Y3进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电用户数，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户记录到农村历史停电用户中，作为下一次检修工作的农村历史停电用户。

Claims (2)

1.一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)根据故障类型或检修计划，在一次接线图上设置一个或多个需要断开的开关，自动沿开关断开处的两侧线路上，查找每侧线路上是否存在拓扑连接关系的供电电源，所述的供电电源为发电机、由上一级电网供电的变压器，若某一侧线路上无供电电源，则认为该侧线路失电，否则该侧线路不失电；

(2)若开关断开后不会导致线路失电，则无需进行后续计算，若开关断开后导致线路失电，则自动定义断开的开关一侧或断开的两个相邻开关之间出现的无电源供电的区域为孤岛；

(3)所有孤岛定义完毕后，在每个孤岛所涉及的线路的拓扑关系中自动查找配变箱，每个配变箱即为一个城镇计划停电用户或一个农村计划停电用户，自动计算所有孤岛涉及的城镇计划停电用户数Y1和农村计划停电用户数Y8，设置计划停电时间t1、城镇等效用户数Y10、城镇及农村的等效用户数Y11和统计期时T6；

(4)自动计算城镇计划停电时户数S1和城镇计划停电时间总和T1，S1＝T1＝Y1×t1，自动将城镇计划停电用户的停电次数进行累加，得到城镇计划停电总次数C1，C1＝1×Y1，自动记录城镇计划停电用户并与城镇历史停电用户进行比较，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户数Y5与城镇历史停电用户数Y2进行累加，得到城镇停电用户总数Y4；

(5)自动计算农村计划停电时户数S3和农村计划停电时间总和T3，S3＝T3＝Y8×t1,自动将农村计划停电用户的停电次数进行累加，得到农村计划停电总次数C3，C3＝1×Y8，自动记录农村计划停电用户并与农村历史停电用户进行比较，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户数Y6与农村历史停电用户数Y3进行累加，得到农村停电用户总数Y7；

(6)自动计算城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值；

(7)将城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值分别与国网规定的城镇供电可靠性指标的标准值和城镇及农村的供电可靠性指标的标准值进行比较，若所有预测值均达到标准值，则提示本次检修计划不会影响供电可靠性指标的完成，否则提示本次检修计划会影响供电可靠性指标的完成；

(8)记录实际检修的起止时间，自动计算实际停电时间t1′、城镇实际停电时户数S1′和城镇实际停电时间总和T1′，S1′＝T1′＝Y1×t1′，自动将城镇实际停电时户数S1′与城镇历史停电时户数S2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电时户数，自动将城镇实际停电时间总和T1′与城镇历史停电时间总和T2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电时间总和，自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电总次数，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户数Y5与城镇历史停电用户数Y2进行累加，作为下一次检修工作的城镇历史停电用户数，自动将城镇计划停电用户中第一次被停电的用户记录到城镇历史停电用户中，作为下一次检修工作的城镇历史停电用户；

(9)自动计算农村实际停电时户数S3′和农村实际停电时间总和T3′，S3′＝T3′＝Y8×t1′，自动将农村实际停电时户数S3′与农村历史停电时户数S4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电时户数，自动将农村实际停电时间总和T3′与农村历史停电时间总和T4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电时间总和，自动将农村计划停电总次数C3与农村历史停电总次数C4进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电总次数，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户数Y6与农村历史停电用户数Y3进行累加，作为下一次检修工作的农村历史停电用户数，自动将农村计划停电用户中第一次被停电的用户记录到农村历史停电用户中，作为下一次检修工作的农村历史停电用户。

2.根据权利要求1所述的一种配电网供电可靠性指标的自动预测评估方法，其特征在于：所述的供电可靠性指标包括供电可靠率、系统平均停电频率、系统平均停电持续时间、用户平均停电频率和用户平均停电持续时间，城镇供电可靠性指标的预测值和城镇及农村的供电可靠性指标的预测值计算如下：

①城镇供电可靠率的预测值

自动将城镇计划停电时户数S1与城镇历史停电时户数S2进行累加，由以下公式得到：

②城镇系统平均停电频率的预测值

自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，由以下公式得到：

③城镇系统平均停电持续时间的预测值

自动将城镇计划停电时间总和T1与城镇历史停电时间总和T2进行累加，由以下公式得到：

④城镇用户平均停电频率的预测值

自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，由以下公式得到：

⑤城镇用户平均停电持续时间的预测值

自动将城镇计划停电时间总和T1与城镇历史停电时间总和T2进行累加，自动将城镇计划停电总次数C1与城镇历史停电总次数C2进行累加，由以下公式得到：

⑥城镇及农村的供电可靠率的预测值

自动将城镇及农村的计划停电时户数与城镇及农村的历史停电时户数进行累加，由以下公式得到：

⑦城镇及农村的系统平均停电频率的预测值

自动将城镇及农村的计划停电总次数与城镇及农村的历史停电总次数进行累加，由以下公式得到：

⑧城镇及农村的系统平均停电持续时间的预测值

自动将城镇及农村的计划停电时间总和与城镇及农村的历史停电时间总和进行累加，由以下公式得到：

⑨城镇及农村的用户平均停电频率的预测值

自动将城镇及农村的计划停电总次数与城镇及农村的历史停电总次数进行累加，由以下公式得到：

⑩城镇及农村的用户平均停电持续时间的预测值

自动将城镇及农村的计划停电时间总和与城镇及农村的历史停电时间总和进行累加，自动将城镇及农村的计划停电总次数与城镇及农村的历史停电总次数进行累加，由以下公式得到：