CN104599067B - 基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法。该方法，首先，确定电网供电模型的技术性指标，包括主变平均负载率、线路理论负载率、供电半径、供电可靠性、电压质量及N‑1负荷损失率；其次，确定电网供电模型的经济性指标，包括单位负荷年费用、年停电费用及设备报废残值；再而，确定电网供电模型的适应性指标，包括与负荷发展的协调性、运行维护的难易程度、配电自动化难易程度及新负荷接入的适应性。本发明从技术性、经济性和适应性三个方面建立评价准则，客观、科学地评价农网的各种供电模式的各项指标，从而评价该种供电模式是否符合要求。
Description
技术领域
本发明属于供电指标评估体系技术领域，特别是涉及一种基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法。
背景技术
网架结构是中压配电网的“筋骨”，坚强的网架是电网安全可靠、经济优质运行的基础。近年来，农网经过大规模的建设改造，在供电能力和供电质量两方面都有了显著提高。随着我国经济社会的快速发展，电力负荷增长明显加快，配电网发展面临着新机遇和新挑战。
目前，很多发达国家不再考虑单纯应用接线模式指导网架建设，而是根据电力系统性能与配电网优化提出了供电模型的概念，并构建标准化的供电模型来构筑高水平的中压配电网。
供电模型是针对某一供电区域，以高压配电变电站为源，中压馈线为网，通过组合优选形成的供电网络单元，它能够反映供电区域内的地形特点、负荷密度、电网现状之间的关系。对于某一供电区域，给出其地形特点、负荷密度等信息，即可根据这些信息选择适合该区域的供电模型，使配网建设更加规范化、标准化。
长期以来，在国际先进的城市电网中已经形成了一些成熟的中压配电网供电模型。如巴黎采用外环、中环、内环的“三环式”供电模型，网架结构清晰，调度方便，可靠性高。新加坡则采用本文提到的点状供电模型，每一个点状模型边沿对接形成“梅花状”供电模型，调度十分方便。
为了客观、科学地评价农网的各种供电模式，从中选择出既能满足规划区域负荷发展需求，又经济可靠的供电方案，需要设计一套科学、完整而且能够从全方位、多角度反映中压配电网供电模式评价的指标体系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够客观、科学地评价农网的各种供电模式是否符合山区发展要求的基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法，包括如下步骤，
步骤S1：确定电网供电模型的技术性指标，包括主变平均负载率、线路理论负载率、供电半径、供电可靠性、电压质量及N-1负荷损失率；
步骤S2：确定电网供电模型的经济性指标，包括单位负荷年费用、年停电费用及设备报废残值；
步骤S3：确定电网供电模型的适应性指标，包括与负荷发展的协调性、运行维护的难易程度、配电自动化难易程度及新负荷接入的适应性。
在本发明实施例中，所述山区配电网供电模型包括卝字状供电模型和十字状供电模型。
在本发明实施例中，所述卝字状供电模型包括两个高压变电站，所述两个高压变电站分别连接有若干个供电链路，所述若干个供电链路以所述两个高压变电站为中心，溅射分布构成卝字状基础供电架构，所述卝字状基础供电架构以横向供电链路及竖向供电链路分割为总体呈四象限分布的4个供电区域；所述横向供电链路为用于供电可靠性要求不高的偏远自然村的架空单辐射馈线供电单元；所述两个高压变电站之间还连接有若干供电链路，该些供电链路为站间单联络馈线供电单元或站间两联络馈线供电单元，用于供电可靠性要求较高区域。
在本发明实施例中，所述十字状供电模型包括高压配电变电站及与该高压变电站连接的N条供电链路，所述N条供电链路以所述高压配电变电站为中心溅射分布构成十字状基础供电架构，所述十字状基本供电架构以其横向供电链路及竖向供电链路分割为总体呈四象限分布的4个供电区域；所述供电链路包括用于供电可靠性要求不高的偏远自然村的架空单辐射馈线供电单元及用于供电可靠性要求较高区域的架空单联络馈线供电单元和架空两联络馈线供电单元。
在本发明实施例中，所述4个供电区域的用户接入方式包括T状接入、双T接入及Π状接入。
在本发明实施例中，所述步骤S1中，所述电网供电模型的技术性指标的确定方式如下，
①确定主变平均负载率，其计算公式如下：
式中：K为主变过载系数，为供电模型内变电站座数，T为主变平均负载率，N为单座站内主变台数，S为单台主变额定容量；
②确定线路理论负载率，即对单联络、两联络分别进行线路N-1校验即可得到线路理论能达到的最大负载率，其计算公式如下：
式中，为线路最大负载率，m为线路联络数，So为对应线路安全电流限值的线路容量；
③确定供电模型的供电距离，其公式如下：
其中，r为变电站供电半径，K为线路曲折系数，曲折系数主要用来反映线路沿着道路曲折架设的情况，一般取1.2；
④确定供电可靠率：
A、母线故障时用户停电持续时间：
其中，λ1为母线的平均故障率，为倒闸时间，为供电模型所供区域总用户数；
B、线路故障时用户停电持续时间：对于架空线路，每一段出现故障时，受影响的用户数为该段用户，该段平均停运时间即为线路的平均修复时间，该线路其余用户受到因倒闸致的停电影响，其计算公式如下：
其中，R为供电模型中线路的平均供电距离，计算方法为：，为供电模型的总出线数，为模型中第1种接线模式的线路条数，为第1种接线模式的线路供电距离，num为线路的分段数，λ2为线路的平均故障率，为模型所供区域总用户数，r2为线路的平均修复时间，t为线路的倒闸时间；
⑤电压质量：以供电模型中供电距离最长的一条线路的电压偏差率反映供电模型的电压质量，假设线路负荷均处于线路末端，这样引起的电压降落最大，线路负荷计算公式如下：
，
其中，为系统额定电压，为线路安全电流限值，为线路功率因数；
电压偏差率的计算公式如下：
，
一般地，有功角很小，可近似的认为电压降落为；R为线路电阻，X为线路电抗；
取，则
其中，U为实际电压；
⑥N-1负荷损失率：针对每个供电模型进行线路、主变和变电站的N-1校验，以N-1负荷损失率作为考量指标，即对每个供电模型进行N-1校验时线路、主变和变电站所损失的负荷百分比；N-1负荷损失率越低，其转供能力越强。
A、线路N-1负荷损失率
根据山区的具体情况，在较为偏远、负荷分散不集中的区域使用由单辐射接线方式构成的供电模型，此时线路N-1负荷损失率为100%；其余供电模型均按照满足N-1校验设计，故线路N-1负荷损失率为0%；
B、主变N-1负荷损失率
由于供电模型均按照满足主变均能够通过N-1校验进行设计，故所有供电模型的主变N-1负荷损失率均为0%。
C、变电站全停负荷损失率
变电站全停损失负荷百分比计算方法如下：
式中，n1，n2，n3分别为单座站站内单环网线路总条数、单座站站间两联络线路总条数、单座站站间三联络线路总条数，η1，η2，η3分别为以上三种线路的实际负载率；为线路容量，为线路功率因数。
在本发明实施例中，所述步骤S2中，所述电网供电模型的经济性指标的确定方式如下，
①单位负荷年费用
A、建设投资成本Cl：
式中，为架空供电模式建设投资总费用；L为每回主干线长度；K'为线路曲折系数；为线路单位长度的造价；为出口断路器的投资；为分段开关投资；num为线路的分段数；
B、运行年费用：
式中：为当时电价；为线路损耗；为配变损耗；为比例系数，一般取1%~5%；为建设投资成本；
C、最小年费用：
式中：为平均分布在n年内的供电方案综合投资费用；n为设备的使用年限；i 0为电力工业投资回收率；
D．单位负荷年费用CA
式中：P为中压电网供电区域内最大负荷；
②年停电费用，其计算公式为：
式中：CL为用户每年的停电损失费用；NLP为负荷点总数；T j 为第j个负荷点有NLP种停电持续时间分类；EENStj为负荷点j第t停电持续时间对应的失电量；CLjt为负荷点j第t停电持续时间对应的单位停电损失；
式中，Pai是负荷点i的平均负荷；Ti是负荷点i平均年停运时间；
③设备报废残值：设备报废残值定为设备建设费用的5%。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明从技术性、经济性和适应性三个方面建立评价准则，客观、科学地评价农网的各种供电模式的各项指标，从而评价该种供电模式是否符合山区发展要求。
附图说明
图1为本发明指标评估体系示意图。
图2为卝字状基本供电架构示意图。
图3为十字状基本供电架构示意图。
图4为卝字状基本供电架构架空单辐射接线示意图。
图5为十字状基本供电架构架空单辐射接线示意图。
图6为4区架空单联络供电架构示意图（用户T状接入）。
图7为4区架空单联络供电架构示意图（用户Π状接入）。
图8为十字状4区架空单联络供电模型供电可靠性折线图。
图9为十字状4区架空单联络供电模型电压偏差折线图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明针对山区配电网供电模型进行指标评估体系的构建，该山区配电网供电模型包括卝字状供电模型（如图2）和十字状供电模型（如图3）。
在本实施例中，如图4所示，所述卝字状供电模型包括两个高压变电站，所述两个高压变电站分别连接有若干个供电链路，所述若干个供电链路以所述两个高压变电站为中心，溅射分布构成卝字状基础供电架构，所述卝字状基础供电架构以横向供电链路及竖向供电链路分割为总体呈四象限分布的4个供电区域；所述横向供电链路为用于供电可靠性要求不高的偏远自然村的架空单辐射馈线供电单元；所述两个高压变电站之间还连接有若干供电链路，该些供电链路为站间单联络馈线供电单元或站间两联络馈线供电单元，用于供电可靠性要求较高区域；所述4个供电区域的用户接入方式包括T状接入、双T接入及Π状接入。
在本实施例中，如图5所示，所述十字状供电模型包括高压配电变电站及与该高压变电站连接的N条供电链路，所述N条供电链路以所述高压配电变电站为中心溅射分布构成十字状基础供电架构，所述十字状基本供电架构以其横向供电链路及竖向供电链路分割为总体呈四象限分布的4个供电区域；所述供电链路包括用于供电可靠性要求不高的偏远自然村的架空单辐射馈线供电单元及用于供电可靠性要求较高区域的架空单联络馈线供电单元和架空两联络馈线供电单元；所述4个供电区域的用户接入方式包括T状接入、双T接入及Π状接入。
如图1所示，本发明一种基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法，构建了一个有序的递阶层次结构评价体系。具体内容如下：
以山区十字状4区架空单联络供电模型为例，如图6-7所示，为其结构示意图：
（1）技术性指标
技术性指标包括主变平均负载率、线路理论负载率、供电半径、供电可靠率、电压质量、N-1负荷损失率。这些指标是城市中压电网评估的主要指标。在进行电网规划时，不同的地区会根据实际情况，对这些指标进行明确规定。
1）主变平均负载率
以“十”字状站内联络供电模型为例，进行主变“N-1”校验时，只能依靠站内主变进行负荷转带，因此主变平均负载率T的计算方法为：
式中：K为主变过载系数，为供电模型内变电站座数，T为主变平均负载率，N为单座站内主变台数，S为单台主变额定容量
2）线路理论负载率
对单联络、两联络分别进行线路N-1校验即可得到线路理论能达到的最大负载率。计算公式为：
式中，为线路最大负载率，m为线路联络数，So为对应线路安全电流限值的线路容量；
3）供电半径
传统的线路供电距离计算方法如下：
其中，r为变电站供电半径，K为线路曲折系数，曲折系数主要用来反映线路沿着道路曲折架设的情况，一般取1.2。实际上，由于线路的负载率不同。线路所供的范围不同，实际供电距离也有所差别。
设供电区域负荷密度为w，变电站出线条数为n，为线路功率因数。在不考虑线路曲折的情况下，变电站供电半径r即线路长度。考虑变电站供电范围为一个圆，则每条线路供电范围为一个扇形，有下式成立：
在其他条件不变的情况下，有，即采用线路最大负载率越高的接线模式，其线路越长。考虑线路存在曲折的因素，在变电站供电范围不变的情况下，线路最大负载率越高的接线模式，其线路越曲折。因此，应在线路供电距离的传统计算方法基础上增加一个能够考虑不同线路利用水平因素的系数。修正的线路供电距离计算方法如下：
其中为线路曲折系数的修正系数。在各类接线模式中，单联络线路最大负载率最小，因此以单联络线路负载率为基准值，各接线模式线路修正系数的计算方法如下：
其中，为单联络线路最大负载率，为所采用某接线模式线路的最大负载率。
由上式可得，单联络和两联络的修正系数分别为1、1.15。本课题线路曲折系数k与修正系数的乘积称为线路综合曲折系数。
4）供电可靠率
中压配电系统多为环形网络开环运行，可以将其作为辐射形系统处理。采取的可靠性分析方法是故障模式后果分析法（FMEA）一即对所有的可能的故障事故或元件失效进行分析，并确定对负荷点的影响，找出系统的故障模式集合，最终在此状态集合的基础上得到负荷点的可靠性分析。评估的基本指标有用户平均供电可靠率（RS），用户平均断电倾率（A1TC）和用户平均断电时间（A1HC）等。用于评估中压配电系统可靠性的指标很多，可根据实际需要选定，为了反映系统停运的严重程度和重要性，一般用平均供电可靠率作为评估指标。
在可靠性计算分析中，主体思路是根据母线和线路的设备的故障率和平均修复时间计算由不同设备故障引起的停电时户数，再由停电时户数推算供电可靠性。本课题考虑线路均采用三分段，因此每条架空线路配备两个分段开关，每条电缆线路配备三个环网柜，每个环网柜为一个分段。
A．母线故障时用户停电持续时间
当母线发生故障时，通过站内及站间的联络可以将该主变所带的负荷进行转带。具体的理论分析计算公式如下：
其中，λ1为母线的平均故障率（次/台×年），为倒闸时间，为供电模型所供区域总用户数。
B．线路故障时用户停电持续时间
当线路出现故障时，应该对不同的分段故障分开进行分析。
对于架空线路，每一段出现故障时，受影响的用户数为该段用户，该段平均停运时间即为线路的平均修复时间，该线路其余用户受到因倒闸致的停电影响，其计算公式如下：
其中，R为供电模型中线路的平均供电距离（km），计算方法为：，为供电模型的总出线数，为模型中第1种接线模式的线路条数，为第1种接线模式的线路供电距离，num为线路的分段数，λ2为线路的平均故障率（次/km×年），为模型所供区域总用户数，r2为线路的平均修复时间（小时/次），t为线路的倒闸时间（小时/次）；
如表1所示，十字状4区单联络供电模型的供电可靠率：
如图8分析可知，十字状4区单联络供电模型在0.1~10MW/km2负荷密度区间内的供电可靠性为99.885%~99.938%，接线方式简单，停电转供负荷方式较少。
5）电压质量
以供电模型中供电距离最长的一条线路的电压偏差率反映供电模型的电压质量，假设线路负荷均处于线路末端，这样引起的电压降落最大，线路负荷计算公式如下：
，
其中，为系统额定电压，为线路安全电流限值，为线路功率因数；
电压偏差率的计算公式如下：
，
一般地，有功角很小，可近似的认为电压降落为；
取，则，R为线路电阻，X为线路电抗。
其中，U为实际电压；其它参数意义同上。
10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%，因此以电压偏差是否小于等于额定电压的±7%作为判断电压是否合格的标准。
如表2所示，十字状4区单联络供电模型的电压质量：
如图9分析可知，十字状4区单联络供电模型在0.1~10MW/km2负荷密度区间内的电压偏差为0.066%~1.483%，变化范围在额定电压的±7%范围内，符合国网导则要求。
6）N-1负荷损失率
针对每个供电模型进行线路、主变和变电站的N-1校验。以N-1负荷损失率作为考量指标，即对每个供电模型进行N-1校验时线路、主变和变电站所损失的负荷百分比。N-1负荷损失率越低，其转供能力越强。
A、线路“N-1”负荷损失率
根据福建山区的具体情况，在较为偏远、负荷分散不集中的区域仍然推荐使用由单辐射接线方式构成的供电模型，此时线路“N-1”负荷损失率为100%；其余供电模型均按照满足“N-1”校验设计，故线路“N-1”负荷损失率为0%。
B、主变N-1负荷损失率
由于供电模型均按照满足主变均能够通过N-1校验进行设计，故所有供电模型的主变N-1负荷损失率均为0%。
C、变电站全停负荷损失率
变电站全停损失负荷百分比计算方法如下：
式中，n1，n2，n3分别为单座站站内单环网线路总条数、单座站站间两联络线路总条数、单座站站间三联络线路总条数，η1，η2，η3分别为以上三种线路的实际负载率；为线路容量，为线路功率因数。
如表3所述，十字状4区单联络供电模型的负荷损失率：
根据十字状4区单联络供电模型的结构，其线路是站内单联络结构，理论上停电时能转移全部负荷，满足线路N-1校验，故线路N-1负荷损失率为0%；由于模型中变电站均配有2台主变，且运行时主变负载率不超过50%，故能通过主变“N-1”校验，主变“N-1”负荷损失率为0%；该模型没有任何与外部变电站及线路的联络，故当变电站全停时，负载损失率为100%。
（2）经济性指标
1）单位负荷年费用
A．建设投资成本Cl
架空供电模式的建设费用主要取决于供电距离、分段开关数和线路走廊的投资。其建设投资计算如下：
A、建设投资成本Cl：
式中，为架空供电模式建设投资总费用；L为每回主干线长度；K'为线路曲折系数；为线路单位长度的造价；为出口断路器的投资；为分段开关投资；num为线路的分段数；
B．运行年费用
中压配电网每年的运行费用包括一年中压线路和配变的电能损耗以及检修维护费用。检修维护的费用一般可按工程造价的一定比例计算。
式中：为当时电价（单位：元/kWh）；为线路损耗（单位：kwh）；为配变损耗（单位：kwh）；为比例系数，一般取1%~5%；为建设投资成本。
C、最小年费用：
式中：为平均分布在n年内的供电方案综合投资费用；n为设备的使用年限；i 0为电力工业投资回收率；
D．单位负荷年费用CA
式中：P为中压电网供电区域内最大负荷（单位：kw）。
2）年停电费用
用户停电损失的确定是相当复杂的，与许多因素有关。因为本文是针对中压配电网供电模式的评价，所以停电损失指由于中压配电网的线路和设备故障给用户带来的停电损失，不包括计划停电和上级电源故障所造成的损失。其计算公式为：
式中：CL为用户每年的停电损失费用；NLP为负荷点总数；T j 为第j个负荷点有NLP种停电持续时间分类；EENStj为负荷点j第t停电持续时间对应的失电量；CLjt为负荷点j第t停电持续时间对应的单位停电损失。
式中：Pai是负荷点1的平均负荷（单位：kW）；Ti是负荷点i平均年停运时间（单位：小时/年）。
3）设备报废残值
参考变压器及线路报废市价，设备报废残值定为设备建设费用的5%。
（3）适应性指标
1）与负荷发展的协调性
负荷供应能力协调性是对供电模型负荷供应能力的组成情况所进行的评价，可以用模型总体的负荷供应能力和模型中线路的供电转移能力的匹配关系来表示，用该指标来反映供电模型是否达到了最优供电转移能力。该指标的数位越接近于l，说明负荷供应能力协调性越好。负荷供应能力协调性α的计算方法如下：
其中，c为模型负荷供应能力，为模型第i种接线模式的总出线条数，为第i种接线模式线路最大负载率，S0为对应线路安全电流限值的线路容量，为线路功率因数。
2）运行维护的难易程度
一般易于运行维护的供电模式，联络线路少和联络开关少，可以降低调度员误操作的可能性，一定程度上提高供电了可靠性和整体的经济性，但是一旦发生故障，故障范围大，停电时间较长；相反复杂的供电模式，故障时倒负荷的能力强，故障范围小，停电时间短，但是同时自动开关设备增多，增加了其故障率，一定程度也可能降低供电可靠性。因此合理的运行维护的难易程度是供电模式选择的一个重要指标。
3）配电自动化难易程度
随着国家对城市用电问题的重视，城市配电网的大规模改造，配网自动化管理的应用也随着不断地增加。配电自动化系统是提高供电质量的手段。通过对配网运行数据的采集，可以对公用电网的电能质量各项指标进行监视，并根据实际情况制定相应的治理和补偿方案。通过对故障进行及时处理，可提高供电可靠性；对10kV网络实时监测，可及时发现隐患，而配变监测和网络优化重构功能可以降低线路损耗和变压器损耗，从而提高整个配网的运行经济效益。因此，供电模式的配电自动化实施的难易程度也是供电模式优选中考虑的重要因素。
4）新负荷接入的适应性
中压配电网规划的基本原则是以现有电网为基础，注重规划的整体和长期合理性，满足未来负荷从质到量的全方位需求。但是由于负荷是动态发展的，而且分布的高度不确定性，导致其规划方案与实际建设方案可能存在较大的变化，因此在选择供电模式是要考虑其接入负荷的难易程度，以使中压配电网具有较强的适应性。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤S1：确定电网供电模型的技术性指标，包括主变平均负载率、线路理论负载率、供电半径、供电可靠性、电压质量及N-1负荷损失率；所述电网供电模型的技术性指标的确定方式如下，
①确定主变平均负载率，其计算公式如下：
<mrow>
<mi>T</mi>
<mo>=</mo>
<mi>m</mi>
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<mi>n</mi>
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<mfrac>
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<mi>N</mi>
<mi>S</mi>
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</mfrac>
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<mn>100</mn>
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<mn>1</mn>
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<mn>0</mn>
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<mi>N</mi>
<mi>S</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>}</mo>
</mrow>
式中：K为主变过载系数，n0为供电模型内变电站座数，T为主变平均负载率，N为单座站内主变台数，S为单台主变额定容量；
②确定线路理论负载率，即对单联络、两联络分别进行线路N-1校验即可得到线路理论能达到的最大负载率，其计算公式如下：
<mrow>
<mi>&eta;</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>ms</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>m</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
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<mi>s</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
</mrow>
式中，η为线路最大负载率，m为线路联络数，So为对应线路安全电流限值的线路容量；
③确定供电模型的供电距离，其公式如下：
R＝r×K
其中，r为变电站供电半径，K为线路曲折系数，曲折系数主要用来反映线路沿着道路曲折架设的情况，取1.2；
④确定供电可靠率：
A、母线故障时用户停电持续时间：
<mrow>
<msub>
<mi>&Sigma;U</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<msubsup>
<mi>N</mi>
<mi>i</mi>
<mn>0</mn>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<msub>
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<mn>1</mn>
</msub>
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<mi>T</mi>
<mn>0</mn>
</msup>
<mo>&times;</mo>
<msup>
<mi>N</mi>
<mn>0</mn>
</msup>
</mrow>
其中，λ1为母线的平均故障率，T0为倒闸时间，N0为供电模型所供区域总用户数；
B、线路故障时用户停电持续时间：对于架空线路，每一段出现故障时，受影响的用户数为该段用户，该段平均停运时间即为线路的平均修复时间，该线路其余用户受到因倒闸导致的停电影响，其计算公式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>&Sigma;U</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<msub>
<mi>N</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>R</mi>
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<mi>n</mi>
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<mi>m</mi>
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</mfrac>
<mo>&times;</mo>
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<mn>2</mn>
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<mi>N</mi>
<mn>0</mn>
</msup>
<mo>&times;</mo>
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<mn>2</mn>
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<mo>(</mo>
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<mi>m</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&times;</mo>
<mi>t</mi>
<mo>&rsqb;</mo>
</mrow>
其中，R为供电模型中线路的平均供电距离，计算方法为：n为供电模型的总出线数，mi为模型中第i种接线模式的线路条数，Ri为第i种接线模式的线路供电距离，num为线路的分段数，λ2为线路的平均故障率，N0为模型所供区域总用户数，r2为线路的平均修复时间，t为线路的倒闸时间；
⑤电压质量：以供电模型中供电距离最长的一条线路的电压偏差率反映供电模型的电压质量，假设线路负荷均处于线路末端，这样引起的电压降落最大，线路负荷计算公式如下：
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
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<mn>3</mn>
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<mn>3</mn>
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<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mi>&phi;</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
其中，Un为系统额定电压，I为线路安全电流限值，φ为线路功率因数；
电压偏差率的计算公式如下：
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>U</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
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<mi>P</mi>
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<mn>2</mn>
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</mrow>
<msub>
<mi>U</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
一般地，有功角δ很小，可近似的认为电压降落为R为线路电阻，X为线路电抗；
取U2＝Un，则
其中，U为实际电压；
⑥N-1负荷损失率：针对每个供电模型进行线路、主变和变电站的N-1校验，以N-1负荷损失率作为考量指标，即对每个供电模型进行N-1校验时线路、主变和变电站所损失的负荷百分比；N-1负荷损失率越低，其转供能力越强；
A、线路N-1负荷损失率
根据山区的具体情况，在较为偏远、负荷分散不集中的区域使用由单辐射接线方式构成的供电模型，此时线路N-1负荷损失率为100％；其余供电模型均按照满足N-1校验设计，故线路N-1负荷损失率为0％；
B、主变N-1负荷损失率
由于供电模型均按照满足主变均能够通过N-1校验进行设计，故所有供电模型的主变N-1负荷损失率均为0％；
C、变电站全停负荷损失率
变电站全停损失负荷百分比计算方法如下：
<mrow>
<mi>&eta;</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>n</mi>
<mn>1</mn>
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<mn>2</mn>
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<mn>100</mn>
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<mn>0</mn>
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<mn>2</mn>
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<mn>3</mn>
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<mn>100</mn>
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<mi>&phi;</mi>
</mrow>
<mi>C</mi>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
</mrow>
式中，n1，n2，n3分别为单座站站内单环网线路总条数、单座站站间两联络线路总条数、单座站站间三联络线路总条数，η1，η2，η3分别为以上三种线路的实际负载率；P0为线路容量，φ为线路功率因数；
步骤S2：确定电网供电模型的经济性指标，包括单位负荷年费用、年停电费用及设备报废残值；
步骤S3：确定电网供电模型的适应性指标，包括与负荷发展的协调性、运行维护的难易程度、配电自动化难易程度及新负荷接入的适应性；
所述山区配电网供电模型包括卝字状供电模型和十字状供电模型；所述卝字状供电模型包括两个高压变电站，所述两个高压变电站分别连接有若干个供电链路，所述若干个供电链路以所述两个高压变电站为中心，溅射分布构成卝字状基础供电架构，所述卝字状基础供电架构以横向供电链路及竖向供电链路分割为总体呈四象限分布的4个供电区域；所述横向供电链路为用于供电可靠性要求不高的偏远自然村的架空单辐射馈线供电单元；所述两个高压变电站之间还连接有若干供电链路，该些供电链路为站间单联络馈线供电单元或站间两联络馈线供电单元，用于供电可靠性要求较高区域；所述十字状供电模型包括高压配电变电站及与该高压变电站连接的N条供电链路，所述N条供电链路以所述高压配电变电站为中心溅射分布构成十字状基础供电架构，所述十字状基础供电架构以其横向供电链路及竖向供电链路分割为总体呈四象限分布的4个供电区域；所述供电链路包括用于供电可靠性要求不高的偏远自然村的架空单辐射馈线供电单元及用于供电可靠性要求较高区域的架空单联络馈线供电单元和架空两联络馈线供电单元。
2.根据权利要求1所述的基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法，其特征在于：所述4个供电区域的用户接入方式包括T状接入、双T接入及Π状接入。
3.根据权利要求1所述的基于山区配电网供电模型的新型指标评估体系构建方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述电网供电模型的经济性指标的确定方式如下，
①单位负荷年费用
A、建设投资成本Cl：
Cl＝L×K'×Cl0+Cld+(num-1)×Clf
式中，Cl为架空供电模式建设投资总费用；L为每回主干线长度；K'为线路曲折系数；Cl0为线路单位长度的造价；Cld为出口断路器的投资；Clf为分段开关投资；num为线路的分段数；
B、运行年费用Cy：
Cy＝Cσs(Cls+Cτs)×10-4+KσCl
式中：Cσs为当时电价；Cls为线路损耗；Cτs为配变损耗；Kσ为比例系数，取1％～5％；Cl为建设投资成本；
C、最小年费用Czn：
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mrow>
<mi>z</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
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<mi>C</mi>
<mi>l</mi>
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<mn>0</mn>
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<msup>
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<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
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<mi>i</mi>
<mn>0</mn>
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</msup>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mfrac>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
</mrow>
式中：Czn为平均分布在n年内的供电方案综合投资费用；n为设备的使用年限；i0为电力工业投资回收率；
D.单位负荷年费用CA
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>A</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>C</mi>
<mrow>
<mi>z</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<mi>P</mi>
</mfrac>
</mrow>
式中：P为中压电网供电区域内最大负荷；
②年停电费用，其计算公式为：
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<munderover>
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<mn>1</mn>
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<mi>T</mi>
<mi>j</mi>
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<mrow>
<mi>L</mi>
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<mi>t</mi>
</mrow>
</msub>
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式中：CL为用户每年的停电损失费用；NLP为负荷点总数；Tj为第j个负荷点有NLP种停电持续时间分类；EENStj为负荷点j第t停电持续时间对应的失电量；CLjt为负荷点j第t停电持续时间对应的单位停电损失；
<mrow>
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<mi>E</mi>
<mrow>
<mi>E</mi>
<mi>N</mi>
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</mrow>
</msub>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
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式中，Pai是负荷点i的平均负荷；Ti是负荷点i平均年停运时间；
③设备报废残值：设备报废残值定为设备建设费用的5％。
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| CN102118038A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-07-06 | 福建省电力有限公司电力科学研究院 | 点状扩展供电系统 |
| CN102170144A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-08-31 | 福建省电力有限公司电力科学研究院 | 链式扩展供电系统 |
| CN103903192A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-02 | 国家电网公司 | 一种配电网供电模式库的建立方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
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Also Published As
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|---|---|
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