CN104408539B - 一种配电网资源优化配置综合评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种配电网资源优化配置综合评价方法及系统，其中，方法包括：构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案。评价结果更客观、更可信。
Description
技术领域
本发明涉及电力工程技术领域，特别是涉及一种配电网资源优化配置综合评价方法及系统。
背景技术
配电网资源优化配置包括分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置等优化配置方法，对这些优化配置方法进行排列组合，将得到多种不同的优化配置方案，那么，要得出的多种优化配置方案中哪一种优化才是最优的优化配置方案，则需要对得出的多种优化配置方案进行配电网资源优化配置评价，配电网资源优化配置评价的指标有安全性指标、稳定性指标、运行经济性指标和资源优化配置效果指标等，目前，对配电网资源优化配置评价时，通过分别计算出各个优化配置方案的安全性指标、稳定性指标、运行经济性指标和资源优化配置效果指标等，然后依据各个单个指标来决定，或依据各个单个指标来综合决定各种优化配置方案中的最优方案，然而，单个指标的测度难以反映资源优化配置的主要特征，以单个指标来对配电网资源优化配置进行评价时，评价结果可信度低，以单个指标相互参照，综合来对配电网资源优化配置进行评价时，评价结果带有强烈的主观性，评价结果同样不具有较高的可信度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种配电网资源优化配置综合评价方法及系统，以解决现有技术中单个指标的测度难以反映资源优化配置的主要特征，以单个指标来对配电网资源优化配置进行评价时，评价结果可信度低，以单个指标相互参照，综合来对配电网资源优化配置进行评价时，评价结果带有强烈的主观性，评价结果同样不具有较高的可信度的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种配电网资源优化配置综合评价方法，包括：
构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；
根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；
根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；
根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案。
其中，所述配电网资源优化配置综合评价指标体系包括：系统安全性指标体系、系统稳定性指标体系、运行经济性指标体系和资源优化配置效果指标体系。
其中，所述系统安全性指标体系包括：N-1校验通过率λN、线路负载率λL、变压器负载率λT、电压损耗和电压偏移率其中，
获取N-1校验通过率λN的方法包括：逐个断开电网内各个元件，分别检测各个元件断开时其他元件是否发生过负荷或电压下降现象，根据不采取切机切负荷稳定控制措施来统计λN；
线路负载率λL：
其中，PLi为电网稳定运行时线路i的传输功率；SLi max为线路i允许传输的最大功率；
变压器负载率λT：
其中，PTi为电网稳定运行时变压器i的传输功率；STi max为变压器i的最大容量；
电压损耗
其中，Ui，Uj分别为线路L两端的电压，为线路L的额定电压；
电压偏移率
其中，Ui为节点i的电压，为线路L的额定电压。
其中，所述系统稳定性指标体系包括：电压稳定性评价指标λU和功角稳定性评价指标λδ；其中，
采用电网静态电压稳定极限来反映系统的电压稳定性；
功角稳定性评价指标λδ：
λδ＝max|δi-δj|，
其中，δi，δj为故障切除后暂态过程中任意两台发电机之间的功角。
其中，所述运行经济性指标体系包括：电网网络损耗λloss和投资方案成本λe；其中，
电网网络损耗λloss：
其中，Pli为某种方案下支路i的有功功率损耗，L为所有支路集合；
投资方案成本λe：
其中，Mi为设备i的造价，单位为千万元；为配置方案新增设备集合。
其中，所述资源优化配置效果指标体系包括：分布式电源接入后系统可靠性指标、短路电流限制效果指标λSC和PMU装置优化配置冗余度R；其中，
分布式电源接入后系统可靠性指标包括：包括用户平均停电持续时间CAIDI、系统平均停电频率SAIFI、系统平均停电持续时间SAIDI、平均供电可靠率ASAI；
短路电流限制效果指标λSC：
其中，γ为母线断路器集合；ΔISC为采取措施后降低的短路电流值，Io为断路器额定关断电流；
PMU装置优化配置冗余度R：
其中，P为配置PMU装置的节点集合，di为配置PMU装置的节点i关联的支路数，n表示系统节点个数。
其中，所述采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度包括：
确定每种优化方案的评价指标值；
建立确定比较数列及参考数列；
原始序列无量纲化；
计算各评价指标的关联系数；
计算各评价指标的灰色关联度。
其中，所述确定比较数列包括：
x(k)＝[x1(k),x2(k),...,xi(k)]，
i＝1,2,...,m k＝1,2,...,n
其中，n为优化配置方案的种数，m为每个优化配置方案包含的评价指标数目；
其中，所述参考数列包括：
其中，所述原始序列无量纲化包括：
其中，各项评价指标的样本均值为各项评价指标的样本均方差为
其中，所述计算各评价指标的关联系数包括：
其中，ζ为分辨系数，ζ＝[0,1]，表示比较数列与参考数列的比值；
其中，所述计算各评价指标的灰色关联度包括：
其中，wj为各指标的归一化权重，ri为各比较对象与参考对象的关联程度。
其中，所述取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案包括：
确定各评价指标的灰色关联度；
对各评价指标的灰色关联度按照大小顺序进行排序；
得到灰色关联度最高的优化配置方案，将所述灰色关联度最高的优化配置方案作为最优优化配置方案。
一种配电网资源优化配置综合评价系统，包括：指标体系构建模块、优化方案得出模块、评价指标得出模块和最优方案得出模块；其中，
所述指标体系建立模块，用于构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；
所述优化方案得出模块，用于根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；
所述评价指标得出模块，用于根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；
所述最优方案得出模块，用于根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法及系统，首先构建包含多个配电网资源优化配置综合评价指标体系，该配电网资源优化配置综合评价指标体系包含多个子指标体系，每个子指标体系内包含多个评价指标；然后根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值，之后根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案。本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法及系统，使用多个指标，按层次将多个具有关联性的指标组合在一起构成适用于评估配电网资源优化配置的指标体系，然后采用灰色关联分析法对所有资源优化配置方案进行综合评价，得到最终最优方案，评价结果更客观、更可信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法中采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法中获取最优优化配置方案的方法流程图；
图4为本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价系统的系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法的流程图，将多个具有关联性的指标组合在一起构成适用于评估配电网资源优化配置的指标体系，然后采用灰色关联分析法对所有资源优化配置方案进行综合评价，得到最终最优方案，评价结果更客观、更可信；参照图1，该配电网资源优化配置综合评价方法可以包括：
步骤S100：构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；
可选的，用于构成评价指标体系的指标既应当有直接从原始数据而来的数量指标，用以反映子系统的特征，也应当有对基本指标的抽象与总结，用以说明各子系统之间的联系，如各种“比”、“率”、“度”等。
配电网资源优化配置评价体系指标的设计应当遵循目的性原则、科学性原则、全面性原则、系统性原则、动态继承性原则以及定性与定量相结合原则。目的性决定了指标体系的设计必须符合科学性原则，而科学性又要通过系统性和全面性来体现，在系统性和全面性的前提下，还必须满足动态继承性原则，上述各项原则是通过定性与定量相结合的原则来体现得。最后，所有各项原则皆由指标体系目的性所决定，并以目的性原则为先决条件。
可选的，根据上述指标体系构建原则，建立的配电网资源优化配置指标体系可以包括系统安全性指标体系、系统稳定性指标体系、运行经济性指标体系和资源优化配置效果指标体系。
可选的，系统安全性指标体系可以分为供电能力评价指标和供电质量评价指标，供电能力评价指标可以包括N-1校验通过率、线路负载率和变压器负载率，供电质量评价指标可以包括电压损耗和电压偏移率；系统稳定性指标体系可以包括电压稳定性评价指标及功角稳定性评价指标；运行经济性指标体系可以包含电网网络损耗和投资方案成本；资源优化配置效果指标体系可以包括分布式电源接入后系统可靠性指标、短路电流限制效果指标和PMU装置优化配置冗余度。
其中，电网供电能力是衡量电网结构是否合理的重要指标。为满足电力用户的要求，电网应有足够的供电能力，避免出现输配电瓶颈现象；系统稳定性指标包括电压稳定性评价指标及功角稳定性评价指标。
步骤S110：根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；
可选的，可以通过将分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置按照排列组合的方式对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案。
步骤S120：根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；
步骤S130：根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案。
灰色关联分析是指对一个系统发展变化态势的定量描述和比较的方法，其基本思想是通过确定参考数据列和若干个比较数据列的几何形状相似程度来判断其联系是否紧密，它反映了曲线间的关联程度。
灰色系统理论是由著名学者邓聚龙教授首创的一种系统科学理论(GreyTheory)，其中的灰色关联分析是根据各因素变化曲线几何形状的相似程度，来判断因素之间关联程度的方法。此方法通过对动态过程发展态势的量化分析，完成对系统内时间序列有关统计数据几何关系的比较，求出参考数列与各比较数列之间的灰色关联度。与参考数列关联度越大的比较数列，其发展方向和速率与参考数列越接近，与参考数列的关系越紧密。灰色关联分析方法要求样本容量可以少到4个，对数据无规律同样适用，不会出现量化结果与定性分析结果不符的情况。
可选的，可以通过确定每种优化方案的评价指标值，建立确定比较数列及参考数列，原始序列无量纲化，计算各评价指标的关联系数，计算各评价指标的灰色关联度的方法来进行灰色关联分析法，对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度。
可选的，可以通过确定各评价指标的灰色关联度，对各评价指标的灰色关联度按照大小顺序进行排序，若按照从小到大的顺序进行排序，则取列队最后一位灰色关联度对应的优化配置方案为最优优化配置方案，若按照从大到小的顺序进行排序，则取列队第一位灰色关联度对应的优化配置方案为最优优化配置方案。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法及系统，首先构建包含多个配电网资源优化配置综合评价指标体系，该配电网资源优化配置综合评价指标体系包含多个子指标体系，每个子指标体系内包含多个评价指标；然后根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值，之后根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案。本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法及系统，使用多个指标，按层次将多个具有关联性的指标组合在一起构成适用于评估配电网资源优化配置的指标体系，然后采用灰色关联分析法对所有资源优化配置方案进行综合评价，得到最终最优方案，评价结果更客观、更可信。
可选的，可以通过逐个断开电网内各个元件，分别检测各个元件断开时其他元件是否发生过负荷或电压下降现象，根据不采取切机切负荷稳定控制措施来统计λN。
线路负载率用以衡量线路传输功率和线路允许传输最大功率之间的差异程度，线路负载率越高，线路输电量越接近允许的最大值。
可选的，线路负载率λL计算公式可以为：
其中，PLi为电网稳定运行时线路i的传输功率；SLi max为线路i允许传输的最大功率。
变压器负载率用以衡量变压器传输功率与变压器最大容量之间的差异程度。
可选的，变压器负载率λT计算公式可以为：
其中，PTi为电网稳定运行时变压器i的传输功率；STi max为变压器i的最大容量。
电压损耗是指线路始末两端电压的数值差，可选的，电压损耗可以用百分值来表示。
可选的，电压损耗计算公式可以为：
其中，Ui，Uj分别为线路L两端的电压为线路L的额定电压；
电压偏移是指节点电压与线路额定电压的数值差，可选的，电压偏移也可以用百分值表示。
可选的，电压偏移率计算公式可以为：
其中，Ui为节点i的电压，为线路L的额定电压。
电力市场环境下，资源优化配置在经济性方面的考虑使得电网运行越来越接近于稳定极限，系统电压越限将导致电网电压崩溃事故，后果不堪设想。
可选的，可以采用电网静态电压稳定极限来反映系统的电压稳定性，通过连续潮流计算电压稳定极限。
可选的，功角稳定性评价指标λδ计算公式可以为：
λδ＝max|δi-δj|，
其中，δi，δj为故障切除后暂态过程中任意两台发电机之间的功角。
网损指的是电能输送过程中以热能形式散发的功率损失，即为电阻、电导消耗的有功功率。无功功率也包含一部分功率损失，但这部分功率损失是由线路的电抗、变压器铜线绕阻的电抗、变压器铁芯的感纳(感性电纳)以磁能的形式散发的。
可选的，电网网络损耗λloss计算公式可以为：
其中，Pli为某种方案下支路i的有功功率损耗，L为所有支路集合。
投资方案成本既资源优化配置时改造原电网所耗费的成本，主要为设备造价。
可选的，投资方案成本λe计算公式可以为：
其中，Mi为设备i的造价，单位为千万元；为配置方案新增设备集合。
可选的，分布式电源接入后系统可靠性指标可以包括用户平均停电持续时间CAIDI、系统平均停电频率SAIFI、系统平均停电持续时间SAIDI、平均供电可靠率ASAI。
其中，用户平均停电持续时间指用户在统计期间内的平均停电小时数，计算式为：CAIDI＝∑(每次停电时间×每次停电用户数)/总供电用户数；系统平均停电频率指系统在统计期间内的平均停电次数，计算式为：SAIFI＝∑(每次停电用户数)/总供电用户数；SAIDI指故障停电的每次平均停电小时数，其值为用户停电持续时间总和与用户停电总次数之商；ASAI表示一年中配电系统可能的供电小时与用户需要的供电小时之比，可能的供电小时等于需要的供电小时与停电小时之差。
可选的，短路电流限制效果指标λSC计算公式可以为：
其中，γ为母线断路器集合；ΔISC为采取措施后降低的短路电流值，Io为断路器额定关断电流。
可选的，PMU装置优化配置冗余度R计算公式可以为：
其中，P为配置PMU装置的节点集合，di为配置PMU装置的节点i关联的支路数，n表示系统节点个数。
可选的，图2示出了本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法中采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价的方法流程图，参照图2，该采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价的方法可以包括：
步骤S200：确定每种优化方案的评价指标值；
步骤S210：建立确定比较数列及参考数列；
参考序列由各个指标的最优值组成。在参加评价的各个区域中，分别挑选出各个指标的最优值，组成一个新的序列作为参考数列。
可选的，最优值可为最大值，也可为最小值，指标体系中经济性指标属于成本型指标，可以取最小值；安全性与稳定性为效率型指标，可以取最大值。
可选的，比较数列可以为：
x(k)＝[x1(k),x2(k),...,xi(k)]，
i＝1,2,...,m k＝1,2,...,n
其中，n为优化配置方案的种数，m为每个优化配置方案包含的评价指标数目。
可选的，参考数列可以为：
步骤S220：原始序列无量纲化；
可选的，原始序列无量纲化的方法可以包括区间相对值法、均值法和标准化法等。
可选的，通过标准化法来进行原始序列无量纲化可以为：
其中，各项评价指标的样本均值为各项评价指标的样本均方差为
步骤S230：计算各评价指标的关联系数；
可选的，关联系数计算公式可以为：
其中，ζ为分辨系数，ζ＝[0,1]，表示比较数列与参考数列的比值。
步骤S240：计算各评价指标的灰色关联度
可选的，灰色关联度计算公式可以为：
其中，wj为各指标的归一化权重，ri为各比较对象与参考对象的关联程度。
可选的，图3示出了本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法中获取最优优化配置方案的方法流程图，参照图3，该获取最优优化配置方案的方法可以包括：
步骤S300：确定各评价指标的灰色关联度；
步骤S310：对各评价指标的灰色关联度按照大小顺序进行排序；
步骤S320：得到灰色关联度最高的优化配置方案，将所述灰色关联度最高的优化配置方案作为最优优化配置方案。
若将各评价指标的灰色关联度按照从小到大的顺序进行排序，则取列队最后一位灰色关联度对应的优化配置方案为最优优化配置方案；若将各评价指标的灰色关联度按照从大到小的顺序进行排序，则取列队第一位灰色关联度对应的优化配置方案为最优优化配置方案。
本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价方法，将多个具有关联性的指标组合在一起构成适用于评估配电网资源优化配置的指标体系，然后采用灰色关联分析法对所有资源优化配置方案进行综合评价，得到最终最优方案，评价结果更客观、更可信。
下面对本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价系统进行介绍，下文描述的配电网资源优化配置综合评价系统与上文描述的配电网资源优化配置综合评价方法可相互对应参照。
图4为本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价系统的系统框图，参照图4，该配电网资源优化配置综合评价系统可以包括：指标体系构建模块100、优化方案得出模块200、评价指标得出模块300和最优方案得出模块400，其中，
指标体系建立模块100，用于构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；
优化方案得出模块200，用于根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；
评价指标得出模块300，用于根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；
最优方案得出模块400，用于根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案；
所述配电网资源优化配置综合评价指标体系包括：系统安全性指标体系、系统稳定性指标体系、运行经济性指标体系和资源优化配置效果指标体系；
所述系统安全性指标体系包括：N-1校验通过率λN、线路负载率λL、变压器负载率λT、电压损耗和电压偏移率其中，
获取N-1校验通过率λN的方法包括：逐个断开电网内各个元件，分别检测各个元件断开时其他元件是否发生过负荷或电压下降现象，根据不采取切机切负荷稳定控制措施来统计λN；
线路负载率λL：
其中，PLi为电网稳定运行时线路i的传输功率；SLi max为线路i允许传输的最大功率；
变压器负载率λT：
其中，PTi为电网稳定运行时变压器i的传输功率；STi max为变压器i的最大容量；
电压损耗
其中，Ui，Uj分别为线路L两端的电压，为线路L的额定电压；
电压偏移率
其中，Ui为节点i的电压，为线路L的额定电压。
本发明实施例提供的配电网资源优化配置综合评价系统，将多个具有关联性的指标组合在一起构成适用于评估配电网资源优化配置的指标体系，然后采用灰色关联分析法对所有资源优化配置方案进行综合评价，得到最终最优方案，评价结果更客观、更可信。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，包括：
构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；
根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；
根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；
根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案；
所述配电网资源优化配置综合评价指标体系包括：系统安全性指标体系、系统稳定性指标体系、运行经济性指标体系和资源优化配置效果指标体系；
所述系统安全性指标体系包括：N-1校验通过率λN、线路负载率λL、变压器负载率λT、电压损耗和电压偏移率其中，
获取N-1校验通过率λN的方法包括：逐个断开电网内各个元件，分别检测各个元件断开时其他元件是否发生过负荷或电压下降现象，根据不采取切机切负荷稳定控制措施来统计λN；
线路负载率λL：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mi>L</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
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<mn>1</mn>
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<mi>P</mi>
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<mi>L</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
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<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
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<mi>i</mi>
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<mn>1</mn>
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<mi>n</mi>
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<msubsup>
<mi>S</mi>
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<mi>L</mi>
<mi>i</mi>
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<mi>max</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，PLi为电网稳定运行时线路i的传输功率；SLi max为线路i允许传输的最大功率；
变压器负载率λT：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mi>T</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msub>
<mi>P</mi>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
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</mrow>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msubsup>
<mi>S</mi>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mi>max</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，PTi为电网稳定运行时变压器i的传输功率；STi max为变压器i的最大容量；
电压损耗
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<msub>
<mi>U</mi>
<mrow>
<mi>l</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mi>s</mi>
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<mi>i</mi>
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<mi>i</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，Ui，Uj分别为线路L两端的电压，Uij N为线路L的额定电压；
电压偏移率
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<msub>
<mi>U</mi>
<mi>d</mi>
</msub>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
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<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
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<mo>&Sigma;</mo>
<mi>L</mi>
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<mi>U</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，Ui为节点i的电压，Uij N为线路L的额定电压。
2.根据权利要求1所述的配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，所述系统稳定性指标体系包括：电压稳定性评价指标λU和功角稳定性评价指标λδ；其中，
采用电网静态电压稳定极限来反映系统的电压稳定性；
功角稳定性评价指标λδ：
λδ＝max|δi-δj|，
其中，δi，δj为故障切除后暂态过程中任意两台发电机之间的功角。
3.根据权利要求1所述的配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，所述运行经济性指标体系包括：电网网络损耗λloss和投资方案成本λe；其中，
电网网络损耗λloss：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mrow>
<mi>l</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
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</munder>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>l</mi>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，Pli为某种方案下支路i的有功功率损耗，L为所有支路集合；
投资方案成本λe：
其中，Mi为设备i的造价，单位为千万元；为配置方案新增设备集合。
4.根据权利要求1所述的配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，所述资源优化配置效果指标体系包括：分布式电源接入后系统可靠性指标、短路电流限制效果指标λSC和PMU装置优化配置冗余度R；其中，
分布式电源接入后系统可靠性指标包括：包括用户平均停电持续时间CAIDI、系统平均停电频率SAIFI、系统平均停电持续时间SAIDI、平均供电可靠率ASAI；
短路电流限制效果指标λSC：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mi>C</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<munder>
<mo>&Sigma;</mo>
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</munder>
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<mrow>
<mi>S</mi>
<mi>C</mi>
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<msub>
<mi>I</mi>
<mi>o</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，γ为母线断路器集合；ΔISC为采取措施后降低的短路电流值，Io为断路器额定关断电流；
PMU装置优化配置冗余度R：
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munder>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>&Element;</mo>
<mi>P</mi>
</mrow>
</munder>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mi>d</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mi>n</mi>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，P为配置PMU装置的节点集合，di为配置PMU装置的节点i关联的支路数，n表示系统节点个数。
5.根据权利要求1所述的配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，所述采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度包括：
确定每种优化方案的评价指标值；
建立确定比较数列及参考数列；
原始序列无量纲化；
计算各评价指标的关联系数；
计算各评价指标的灰色关联度。
6.根据权利要求5所述的配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，
所述确定比较数列包括：
<mrow>
<mfenced open='' close=''>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>k</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mo>[</mo>
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<mo>,</mo>
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<mi>x</mi>
<mn>2</mn>
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<mrow>
<mo>(</mo>
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<mo>)</mo>
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<mo>,</mo>
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<mo>,</mo>
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<mo>(</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
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</mtd>
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<mi>i</mi>
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<mn>1,2</mn>
<mo>,</mo>
<mo>.</mo>
<mo>.</mo>
<mo>.</mo>
<mo>,</mo>
<mi>m k</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1,2</mn>
<mo>,</mo>
<mo>.</mo>
<mo>.</mo>
<mo>.</mo>
<mo>,</mo>
<mi>n</mi>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，n为优化配置方案的种数，m为每个优化配置方案包含的评价指标数目；
所述参考数列包括：
<mrow>
<msup>
<mi>X</mi>
<mo>*</mo>
</msup>
<mo>=</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
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<mi>x</mi>
<mn>1</mn>
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<mo>,</mo>
<msubsup>
<mi>x</mi>
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<mo>*</mo>
</msubsup>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>,</mo>
</mrow>
所述原始序列无量纲化包括：
<mrow>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
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<mi>x</mi>
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</mrow>
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<mi>j</mi>
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<mo>&OverBar;</mo>
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</msub>
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<mo>=</mo>
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<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
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<mn>2</mn>
<mo>,</mo>
<mo>...</mo>
<mo>,</mo>
<mi>m</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，各项评价指标的样本均值为各项评价指标的样本均方差为
所述计算各评价指标的关联系数包括：
<mrow>
<msub>
<mi>&xi;</mi>
<mrow>
<mn>0</mn>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
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<mi>i</mi>
</munder>
<munder>
<mi>min</mi>
<mi>k</mi>
</munder>
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<mo>(</mo>
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</mrow>
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<mi>x</mi>
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</mrow>
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<mi>i</mi>
<mo>*</mo>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>k</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，ζ为分辨系数，ζ＝[0,1]，表示比较数列与参考数列的比值；
所述计算各评价指标的灰色关联度包括：
<mrow>
<msub>
<mi>r</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>j</mi>
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<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>k</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，wj为各指标的归一化权重，ri为各比较对象与参考对象的关联程度。
7.根据权利要求1所述的配电网资源优化配置综合评价方法，其特征在于，所述取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案包括：
确定各评价指标的灰色关联度；
对各评价指标的灰色关联度按照大小顺序进行排序；
得到灰色关联度最高的优化配置方案，将所述灰色关联度最高的优化配置方案作为最优优化配置方案。
8.一种配电网资源优化配置综合评价系统，其特征在于，包括：指标体系构建模块、优化方案得出模块、评价指标得出模块和最优方案得出模块；其中，
所述指标体系建立模块，用于构建包含多个指标的配电网资源优化配置综合评价指标体系；
所述优化方案得出模块，用于根据分布式电源组织形式优化配置、短路电流限制措施优化配置以及同步向量测量PMU装置分布优化配置对配电网进行资源优化配置，得出预定种数的优化配置方案；
所述评价指标得出模块，用于根据配电网资源优化配置综合评价体系确定每种优化方案的评价指标值；
所述最优方案得出模块，用于根据每种优化配置方案的评价指标值，采用灰色关联分析法对每种优化配置方案进行综合评价，得到各种优化方案的灰色关联度，取灰色关联度最高的优化配置方案为最优优化配置方案；
所述配电网资源优化配置综合评价指标体系包括：系统安全性指标体系、系统稳定性指标体系、运行经济性指标体系和资源优化配置效果指标体系；
所述系统安全性指标体系包括：N-1校验通过率λN、线路负载率λL、变压器负载率λT、电压损耗和电压偏移率其中，
获取N-1校验通过率λN的方法包括：逐个断开电网内各个元件，分别检测各个元件断开时其他元件是否发生过负荷或电压下降现象，根据不采取切机切负荷稳定控制措施来统计λN；
线路负载率λL：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mi>L</mi>
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<mo>=</mo>
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<mi>max</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，PLi为电网稳定运行时线路i的传输功率；SLi max为线路i允许传输的最大功率；
变压器负载率λT：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mi>T</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
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<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
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<mn>1</mn>
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<mi>S</mi>
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<mi>i</mi>
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<mi>max</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，PTi为电网稳定运行时变压器i的传输功率；STi max为变压器i的最大容量；
电压损耗
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<msub>
<mi>U</mi>
<mrow>
<mi>l</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
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</mrow>
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<mo>&Sigma;</mo>
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<mi>U</mi>
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<mrow>
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<mi>U</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
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</mrow>
<mi>N</mi>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，Ui，Uj分别为线路L两端的电压，Uij N为线路L的额定电压；
电压偏移率
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<msub>
<mi>U</mi>
<mi>d</mi>
</msub>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
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<mi>i</mi>
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<mn>1</mn>
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<mi>U</mi>
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<mi>U</mi>
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</mrow>
<mrow>
<munder>
<mo>&Sigma;</mo>
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<msubsup>
<mi>U</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
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</mrow>
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<mo>&times;</mo>
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<mi>%</mi>
<mo>,</mo>
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其中，Ui为节点i的电压，Uij N为线路L的额定电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410773745.1A CN104408539B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种配电网资源优化配置综合评价方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410773745.1A CN104408539B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种配电网资源优化配置综合评价方法及系统 |
Publications (2)
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