CN105046449A - 一种基于网格化配电网的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于网格化配电网的评估方法，包括以下步骤：确定区域网格化配电网划分原则；设置一级网格、二级网格、三级网格三类电网评估指标；对这三类电网评估指标进行细化并对各指标进行计算；将指标按照电网协调性、安全性、多样性进行划分，采用模糊熵值法对指标权重进行计算。重复此步骤，得到不同地区网格化配电网的综合评估值。有益效果是以“精细化配电网,由下至上”的建设思路，从用户需求出发，逐级满足供电可靠性要求，提升电网的自治自愈能力，适应网格化配电网的供电环境的分析，评估结果能够为智能配电网提供决策依据。

Description

一种基于网格化配电网的评估方法

技术领域

本发明属于配电网评估方法领域，尤其是涉及一种基于网格化配电网的评估方法。

背景技术

电网作为经济社会发展重要的基础设施，是实现能源转化和电力输送的物理平台；同时，电网也是实现大范围资源优化配置、促进市场竞争的重要载体。随着城市建设规模的不断扩大，市政功能的不断完善，对城市配电网的发展提出了网格化发展的要求，网格化配电网能够促进城市经济发展，改善企业用电难的问题，同时也能有效地解决电力企业的生产组织、营业收费和电网改造中出现的矛盾，为实现城市配电稳定的运行提供了基础。但是现有的配电网评估方法不适用于网格化配电网，难以统筹地考虑电网的技术性和经济性因素，更难以体现电网的综合社会效益，评估出现问题，不利于稳定供电，也会增加工人维修和管理的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于网格化配电网的评估方法，能够从用户切实需求出发，深入分析不同层级网格内的负荷特性，遵循“精细化配电网，由下至上”的研究思路，适应网格化配电网的供电环境的分析，评估结果能够为智能配电网提供决策依据。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于网格化配电网的评估方法，包括以下步骤：

1)确定区域网格化配电网的划分原则；

2)基于步骤1)中的划分原则所划分的区域网格化配电网，确定区域网格化配电网的评估指标的设立原则；

3)基于所述步骤2)中评估指标的设立原则，提出基于网格化配电网的具体评估指标；

4)基于所述步骤3)中各具体评估指标所载信息量大小计算指标权重。

进一步的，所述步骤1)所确定的区域网格化配电网的划分原则具体包括：

原则(1)：网格划分应与市政规划相协调，对区域内发展起到良好的管理作用；

原则(2)：区域内配电网格共划为为三层，即一级网格、二级网格、三级网格；考虑现状及远期负荷情况，一级网格以变电站供电范围为主要划分原则；二级网格结合区域内负荷类型以线路供电范围为主要划分原则；三级网格重点结合用户供电可靠性需求，以配变供电范围为主要划分原则；

原则(3)：每级网格可独立承担该区域的正常供电任务，满足区域内的电力负荷需求，并预留有备用容量以满足日后的业扩需要，具有自治自愈的能力；

原则(4)：每级网格内应形成一个相对独立的线路网架接线结构，且每个网格内负荷的供电电源尽量保持独立，网格间不设联络；

原则(5)：网格电源点选择应满足就近原则，每级网格内电源点原则上应至少来自两个不同的变电站，对于同一变电站供电的线路，应来自不同的母线段。

进一步的，所述步骤2)中确定的区域网格化配电网的评估指标的设立原则，包括三个方面：

第一方面为安全性，安全性方面包括：结构安全、运行安全、稳定性、充裕性和抗灾能力；

第二方面为多样性，多样性方面包括：能源类型多样性、网架结构多样性和接入方式多样性；

第三方面为协调性，协调性方面包括：资源协调性、社会协调性、经济协调性和环境协调性。

进一步的，所述步骤3)中提出的网格化配电网的具体评估指标包括：

一级网格包括协调性和安全可靠性指标：

一级网格的协调性指标包括：容载比、供电分区、标准化接线率和变电站的站间负载均衡度；

一级网格的安全可靠性指标包括：供电可靠率、配电自动化覆盖率、供电故障自愈率和用户平均自愈次数；

二级网格包括协调性和安全可靠性指标：

二级网格的协调性指标包括：中压线路装接容量、负荷密度、用地性质、中压线路负载均衡度、线路供电半径分布、线路截面积分布、中压线路联络率和中压线路可转供率；

二级网格的安全可靠性指标包括：中压线路运行年限分布、中压线路重载时段、供电可靠率和中压线路N-1通过率；

三级网格包括协调性、多样性和安全可靠性指标：

三级网格的协调性指标包括：配变负载均衡度、负荷密度、配变实际用户数、台区供电半径分布和户均容量；

三级网格的多样性指标包括：分布式电源装机容量占比和分布式电源渗透率；

三级网格的安全可靠性指标包括：重要用户双电源占比、保供电等级、用户平均停电持续时间、配变运行年限分布、供电可靠率、台区低电压占比、功率因素合格率和配变重载时段。

进一步的，在所述步骤4)中，计算所述步骤3)中提出的三级网格的具体指标的权重值时，采用模糊熵值法，用模糊熵值法确定指标权重系数的步骤如下：

步骤A：设决策矩阵为：

$D=\left[\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1m}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2m}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{n1}& x_{n2}& ...& x_{nm}\end{array}\right],$

其中x_ij为第j个指标属性下第i个方案的指标值；

步骤B:计算第j个指标属性下，第i个系统的特征比重或贡献度：

$p_{ij}=\frac{x_{ij}}{{\Σ}_{i=1}^n{x}_{ij}},$

式中：p_ij表示第j个指标属性下，第i个方案的贡献度；

步骤C:计算第j项指标的熵值e_j，熵值e_j表示所有方案对第j个指标的贡献总量：

$e_j=-k\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{ij}{\mathrm{lnp}}_{ij},$

其中常数k一般取k＝1/lnn，这样能保证0≤e_j≤1，当某个指标属性下各个方案的贡献度趋近于一致时，e_j趋于1。由于贡献度趋于一致，说明该指标属性在决策时不起作用，特别是当全相等时，可以不考虑该目标属性，即可认为该目标属性的权重为0；

步骤D:计算指标x_j的差异性系数g_j，差异性系数g_j表示第j个指标下各方案的贡献度的不一致性程度，

g_j＝1-e_j，

显然，g_j越大，越重视该项指标的作用；

步骤E:确定权重系数，权重系数w_j为归一化后的权重系数：

$w_j=\frac{g_j}{{\Σ}_{i=1}^m{g}_i},$

依据n个项目的指标数据进行权重计算。

相对于现有技术，本发明所述的基于网格化配电网的评估方法具有以下优势：

本发明在现有的配电网评估方法的基础上改进，通过典型区域的配电网络结构以及用户负荷的实际调研，采用“精细化配电网，由下至上”的研究思路，从用户需求出发，深入分析不同层级网格内的负荷特性，研究分布式电源接入原则，将网格化配电网络通过划分成三个层级体系，分别对每个层级体系进行指标归类，归类完毕后再进行权重值计算，计算指标的权重值时采用的是模糊熵值法，可以用熵值来判断某个指标的离散程度，通过计算熵值来判断一个事件的随机性及无序程度，从而确定某个指标在决策时是否能够起到作用，进而搭建出基于网格化的配电网评估体系，从基层网络建设出发，逐步完善功能网格及配电网格内网络构建，找出网格内配电网建设薄弱环节，为适应新电力改革方案，打造高效、智能配电网提供决策依据。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明基于网格化配电网的评估方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供一种基于网格化配电网的评估方法，包括以下步骤：

一种基于网格化配电网的评估方法，包括以下步骤：

1)确定区域网格化配电网的划分原则；

2)基于步骤1)中的划分原则所划分的区域网格化配电网，确定区域网格化配电网的评估指标的设立原则；

3)基于所述步骤2)中评估指标的设立原则，提出基于网格化配电网的具体评估指标；

4)基于所述步骤3)中各具体评估指标所载信息量大小计算指标权重。

所述步骤1)所确定的区域网格化配电网的划分原则具体包括：

原则(1)：网格划分应与市政规划相协调，对区域内发展起到良好的管理作用；

原则(2)：区域内配电网格共划为为三层，即一级网格、二级网格、三级网格；考虑现状及远期负荷情况，一级网格以变电站供电范围为主要划分原则；二级网格结合区域内负荷类型以线路供电范围为主要划分原则；三级网格重点结合用户供电可靠性需求，以配变供电范围为主要划分原则；

原则(3)：每级网格可独立承担该区域的正常供电任务，满足区域内的电力负荷需求，并预留有备用容量以满足日后的业扩需要，具有自治自愈的能力；

原则(4)：每级网格内应形成一个相对独立的线路网架接线结构，且每个网格内负荷的供电电源尽量保持独立，网格间不设联络；

原则(5)：网格电源点选择应满足就近原则，每级网格内电源点原则上应至少来自两个不同的变电站，对于同一变电站供电的线路，应来自不同的母线段。

所述步骤2)中确定的区域网格化配电网的评估指标的设立原则，包括三个方面：

第一方面为安全性，安全性方面包括：结构安全、运行安全、稳定性、充裕性和抗灾能力；

第二方面为多样性，多样性方面包括：能源类型多样性、网架结构多样性和接入方式多样性；

第三方面为协调性，协调性方面包括：资源协调性、社会协调性、经济协调性和环境协调性。

所述步骤3)中提出的网格化配电网的具体评估指标包括：

一级网格包括协调性和安全可靠性指标：

一级网格的协调性指标包括：容载比、供电分区、标准化接线率和变电站的站间负载均衡度；

一级网格的安全可靠性指标包括：供电可靠率、配电自动化覆盖率、供电故障自愈率和用户平均自愈次数；

二级网格包括协调性和安全可靠性指标：

二级网格的协调性指标包括：中压线路装接容量、负荷密度、用地性质、中压线路负载均衡度、线路供电半径分布、线路截面积分布、中压线路联络率和中压线路可转供率；

二级网格的安全可靠性指标包括：中压线路运行年限分布、中压线路重载时段、供电可靠率和中压线路N-1通过率；

三级网格包括协调性、多样性和安全可靠性指标：

三级网格的协调性指标包括：配变负载均衡度、负荷密度、配变实际用户数、台区供电半径分布和户均容量；

三级网格的多样性指标包括：分布式电源装机容量占比和分布式电源渗透率；

三级网格的安全可靠性指标包括：重要用户双电源占比、保供电等级、用户平均停电持续时间、配变运行年限分布、供电可靠率、台区低电压占比、功率因素合格率和配变重载时段。

在所述步骤4)中，计算所述步骤3)中提出的三级网格的具体指标的权重值时，采用模糊熵值法，用模糊熵值法确定指标权重系数的步骤如下：

步骤A：设决策矩阵为：

$D=\left[\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1m}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2m}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{n1}& x_{n2}& ...& x_{nm}\end{array}\right],$

其中x_ij为第j个指标属性下第i个方案的指标值；

步骤B:计算第j个指标属性下，第i个系统的特征比重或贡献度：

$p_{ij}=\frac{x_{ij}}{{\Σ}_{i=1}^n{x}_{ij}},$

式中：p_ij表示第j个指标属性下，第i个方案的贡献度；

步骤C:计算第j项指标的熵值e_j，熵值e_j表示所有方案对第j个指标的贡献总量：

$e_j=-k\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{ij}{\mathrm{lnp}}_{ij},$

其中常数k一般取k＝1/lnn，这样能保证0≤e_j≤1，当某个指标属性下各个方案的贡献度趋近于一致时，e_j趋于1。由于贡献度趋于一致，说明该指标属性在决策时不起作用，特别是当全相等时，可以不考虑该目标属性，即可认为该目标属性的权重为0；

步骤D：计算指标x_j的差异性系数g_j，差异性系数g_j表示第j个指标下各方案的贡献度的不一致性程度，

g_j＝1-e_j，

显然，g_j越大，越重视该项指标的作用；

步骤E:确定权重系数，权重系数w_j为归一化后的权重系数：

$w_j=\frac{g_j}{{\Σ}_{i=1}^m{g}_i},$

依据n个项目的指标数据进行权重计算。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于网格化配电网的评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)确定区域网格化配电网的划分原则；

2)基于步骤1)中的划分原则所划分的区域网格化配电网，确定区域网格化配电网的评估指标的设立原则；

3)基于所述步骤2)中评估指标的设立原则，提出基于网格化配电网的具体评估指标；

4)基于所述步骤3)中各具体评估指标所载信息量大小计算指标权重。

2.根据权利要求1所述的基于网格化配电网的评估方法，其特征在于：所述步骤1)所确定的区域网格化配电网的划分原则具体包括：

原则(1)：网格划分应与市政规划相协调，对区域内发展起到良好的管理作用；

原则(2)：区域内配电网格共划为为三层，即一级网格、二级网格、三级网格；考虑现状及远期负荷情况，一级网格以变电站供电范围为主要划分原则；二级网格结合区域内负荷类型以线路供电范围为主要划分原则；三级网格重点结合用户供电可靠性需求，以配变供电范围为主要划分原则；

原则(3)：每级网格可独立承担该区域的正常供电任务，满足区域内的电力负荷需求，并预留有备用容量以满足日后的业扩需要，具有自治自愈的能力；

原则(4)：每级网格内应形成一个相对独立的线路网架接线结构，且每个网格内负荷的供电电源尽量保持独立，网格间不设联络；

原则(5)：网格电源点选择应满足就近原则，每级网格内电源点原则上应至少来自两个不同的变电站，对于同一变电站供电的线路，应来自不同的母线段。

3.根据权利要求1所述的基于网格化配电网的评估方法，其特征在于：所述步骤2)中确定的区域网格化配电网的评估指标的设立原则，包括三个方面：

第一方面为安全性，安全性方面包括：结构安全、运行安全、稳定性、充裕性和抗灾能力；

第二方面为多样性，多样性方面包括：能源类型多样性、网架结构多样性和接入方式多样性；

第三方面为协调性，协调性方面包括：资源协调性、社会协调性、经济协调性和环境协调性。

4.根据权利要求1所述的基于网格化配电网的评估方法，其特征在于：所述步骤3)中提出的网格化配电网的具体评估指标包括：

一级网格包括协调性和安全可靠性指标：

一级网格的协调性指标包括：容载比、供电分区、标准化接线率和变电站的站间负载均衡度；

一级网格的安全可靠性指标包括：供电可靠率、配电自动化覆盖率、供电故障自愈率和用户平均自愈次数；

二级网格包括协调性和安全可靠性指标：

二级网格的协调性指标包括：中压线路装接容量、负荷密度、用地性质、中压线路负载均衡度、线路供电半径分布、线路截面积分布、中压线路联络率和中压线路可转供率；

二级网格的安全可靠性指标包括：中压线路运行年限分布、中压线路重载时段、供电可靠率和中压线路N-1通过率；

三级网格包括协调性、多样性和安全可靠性指标：

三级网格的协调性指标包括：配变负载均衡度、负荷密度、配变实际用户数、台区供电半径分布和户均容量；

三级网格的多样性指标包括：分布式电源装机容量占比和分布式电源渗透率；

三级网格的安全可靠性指标包括：重要用户双电源占比、保供电等级、用户平均停电持续时间、配变运行年限分布、供电可靠率、台区低电压占比、功率因素合格率和配变重载时段。

5.根据权利要求1所述的基于网格化配电网的评估方法，其特征在于：在所述步骤4)中，计算所述步骤3)中提出的三级网格的具体指标的权重值时，采用模糊熵值法，用模糊熵值法确定指标权重系数的步骤如下：

步骤A：设决策矩阵为：

$D=\left[\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1m}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2m}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{n1}& x_{n2}& ...& x_{nm}\end{array}\right],$

其中x_ij为第j个指标属性下第i个方案的指标值；

步骤B:计算第j个指标属性下，第i个系统的特征比重或贡献度：

$p_{ij}=\frac{x_{ij}}{{\Σ}_{i=1}^n{x}_{ij}},$

式中：p_ij表示第j个指标属性下，第i个方案的贡献度；

步骤C:计算第j项指标的熵值e_j，熵值e_j表示所有方案对第j个指标的贡献总量：

$e_j=-k\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{ij}{\mathrm{lnp}}_{ij},$

其中常数k一般取k＝1/lnn，这样能保证0≤e_j≤1，当某个指标属性下各个方案的贡献度趋近于一致时，e_j趋于1。由于贡献度趋于一致，说明

该指标属性在决策时不起作用，特别是当全相等时，可以不考虑该目标属性，即可认为该目标属性的权重为0；

步骤D:计算指标x_j的差异性系数g_j，差异性系数g_j表示第j个指标下各方案的贡献度的不一致性程度，

g_j＝1-e_j，

显然，g_j越大，越重视该项指标的作用；

步骤E:确定权重系数，权重系数W_j为归一化后的权重系数：

$w_j=\frac{g_j}{{\Σ}_{i=1}^m{g}_i},$

依据n个项目的指标数据进行权重计算。